Laboratorio

Momento de Inercia
Alicia Oquendo Cole, Sharlene Acosta, Jeilene Marie Rolon
alicia.oquendo@upr.edu, sharlene1304@hotmail.com, jeilene_4@hotmail.com
Universidad de Puerto Rico Recinto Bayamón Departamento de Física
FISI3013- LG1
Abstracto:
La meta de este experimento es demostrar el momento de inercia de algunos objetos simétricos. El momento de inercia se define como una medida de uncuerpo según su inercia rotacional. Los objetos a estudiar fueron un disco, anillos y barra ya que se realizara una experimentación con diferentes pesos y los compararemos. Analizamos las gráficas de soporte, soporte más disco, soporte más anillo y soporte más barra y los resultados fueron de que y = 0.001691x + 0.003782 R² = 0.998603 para el soporte, y = 0.038x + 0.0024 R² = 0.9997 para el soportemás el disco. Para el soporte más el anillo fue de y = 0.0563x + 0.0024 R² = 0.9999 y por ultimo para el soporte más la barra fue de y = 0.0581x + 0.0006 R² = 0.9968. La comparación de los momentos de inercia teóricos y experimentales fueron de I=1/2mr2 = 322.95 kgm2(0.038x+0.002) – (0.00169x+0.003782) = 0.03631x + 0.001782. Para el anillo I= 1/2m(r12+r22)= 590 kgm2, (0.0563x+0.0024)- (0.001691x+ 0.003782) = 0.054609x + 0.001382 y para la Barra= I= 1/12(m)(a2+b2)= 547 kgm2, (0.0581x + 0.0006) – (0.001691x + 0.003782) = 0.000098247x + 0.003182.
Introducción:
El momento de inercia es una medida de un cuerpo según su inercia rotacional. Existe lo que se conoce como el momento de inercia. Esto significa que el cuerpo alrededor de sus ejes principales y entonces la inercia rotacional esrepresentada por la misma. Esta inercia rotacional es representada por el tensor de inercia. La masa de un cuerpo se ve distribuida en el momento de inercia. Este depende de la forma del cuerpo y la posición del eje en donde está rotando. La segunda ley de Newton es tiene una equivalente para la rotación. Esta fórmula es T = I, donde T es el momento aplicado al cuerpo, I es el momento de inerciadel cuerpo con respecto al eje de rotación, y es la aceleración angular. La fórmula de energía cinética de un cuerpo en movimiento es 1/2mv y la de un cuerpo en rotación es 1/2Iw. El momento angular equivale al momento lineal. El mismo se define como L = Iw.
Un torque es un momento de fuerza. El torque neto se define como Tnet = Ta-Tf. El Tf significa el torque de fricción de un cuerpo. Enfin el torque neto será igual a la segunda ley de Newton de rotación. Para hallar el momento angular se utiliza la fórmula = a/r. la fuerza neta de un objeto colgante se define como mg - T. Entonces la tensión puede ser calculada como mg - ma.
Existe también lo que se conoce como el teorema del eje de los paralelos. Este dice que el momento de inercia con respecto a algún eje paralelo hacia uneje que pasa por el centro de masa, es equivalente al momento de inercia con respecto al eje que se acerca por el centro de masa más el producto de la masa por el cuadrado de la distancia entre los dos ejes. La fórmula sería la siguiente: I = Icm +Md.
En esta investigación, se determinará el momento de inercia para algunos objetos simétricos. Estos objetos serían un disco, anillos y barra. Serealizará la investigación con distintos pesos. De esta manera podremos obtener los valores y relaciones que hay entre lo antes mencionado.
Procedimiento:
1- Coloca el equipo según haya indicado el profesor.
2- Mide las diferentes dimensiones de los cuerpos del soporte y de los objetos a añadir (disco, barra, anillo), como por ejemplo el radio.
3- Mide el tamaño a y b de la barra.
4- Mide lamasa de todos los objetos que se colocaran a girar en el cuerpo de soporte.
5- Mide la aceleración de 5 pesos distintos con la ayuda de una polea. Los pesos serían 50, 70, 90, 110 y 170 kg.
6- Llenar la tabla de datos.
Materiales:
Un disco
Unos anillos
Una barra

Análisis y Datos:
1. Para cada configuración, trazar una gráfica de Ta vs α. Utilizando la regresión lineal para...