Momento Angular

LABORATORIO No. 2
CONSERVACIÓN DEL MOMENTO ANGULAR

MILTON MORANTES PUERTO
TANIA MELGAREJO SNABRIA
YESENIA NIÑO SALAZAR

Presentado al profesor HUGO FERNANDO VARGAS NEIRA
En el área de FÍSICA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DE AQUINO
FACULTAD DE INGENIERIA
TUNJA
2013

INTRODUCCIÓN

El momento angular o momento cinético es una magnitud física importante en todas las teoríasfísicas. Su importancia en todas ellas se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar al principio de conservación del momento angular.

TEMAS DE CONSULTA

* ¿Cuándo se conservael momento angular?
Si un cuerpo está rotando, su momento angular total se conserva en todo momento. Es decir, salvo que una fuerza externa actúe sobre un cuerpo en rotación, el momento angular total es constante.
Es muy fácil verificar este principio con ejemplos cotidianos. Por ejemplo, al ver competencias de patinaje artístico, casi todos los competidores demuestran este efecto. Usualmentecomienzan a girar sobre un mismo eje, con sus brazos extendidos. Conforme doblan sus brazos y los acercan a su cuerpo, podemos apreciar que su velocidad de rotación incrementa rápidamente. Este efecto se logra sin que los patinadores hagan esfuerzo alguno, sino gracias a la naturaleza del movimiento circular. Simplemente lo que están haciendo es acercar la masa (en este caso, brazos y manos) que seencontraba más lejana de su eje de rotación. Es decir, cada una de las moléculas que constituyen los brazos del competidor disminuye en distancia al eje de rotación conforme éste los dobla. Entonces, la distancia del eje de rotación de cada una de las moléculas es inicialmente grande y la rapidez lineal de cada uno de ellos es relativamente lenta (y por lo tanto la velocidad angular también).Cuando el patinador acerca sus brazos al cuerpo, estas distancias que originalmente eran relativamente grandes, se reducen. Para que el momento angular se conserve, la rapidez debe incrementarse cuando las distancias disminuyen. En otras palabras, cuando el patinador gira con los brazos extendidos y cuando gira con los brazos doblados, mantiene el mismo momento angular en todo momento.

* ¿Qué esel momento de una fuerza? ¿Qué relación posee este con el momento angular?
Se denomina momento de una fuerza, o torque, a aquella magnitud vectorial que es una medida de la capacidad de rotación que dicha fuerza es capaz de producir a un cuerpo, cuando este puede rotar alrededor de un punto que se considera fijo.
La principal relación que existe entre el momento angular y el torque (ambascantidades evaluadas con respecto al mismo punto) es la tasa de cambio con respecto al tiempo del momento angular de una partícula es igual al torque de la fuerza aplicada a la partícula.

* ¿Qué es la aceleración angular?
La aceleración angular (α) es el cambio que experimenta la velocidad angular por unidad de tiempo. Al igual que la velocidad angular, la aceleración angular tiene caráctervectorial. Se expresa en radianes por segundos al cuadrado y su fórmula es la siguiente:
α = w / t

CÁLCULOS, RESULTADOS Y ANÁLISIS

Tabla No. 1
TIEMPO CON LA MASA EN LA POSICION EXTERIOR | TIEMPO CON MASA EN LA POSICION INTERIOR |
5,51 | 3,97 |
6,13 | 3,8 |
4,83 | 3,67 |
5,62 | 3,02 |
5,48 | 3,71 |

Tabla No. 2
| MASA EN LA POSICION EXTERIOR | MASA EN LA POSICIONINTERIOR |
Masa de fricción [g] | 75 | 30 |
Masa total colgante [g] | 105 | 105 |
Radio [cm] | 1,535 | 1,535 |
Altura de caída ´h´[cm] | 82 | 82 |
Tiempo t[s]
Toma 1 |
Toma 2 |
Toma 3 |
| 12,06 | 9,99 |
| 12,21 | 9,76 |
| 12,15 | 9,82 |

1. Obtenga a partir de los tiempos de rotación medidos, la velocidad angular del sistema cuando la plataforma rota con la masa...