momento de inercia

Fundamento Teórico
Un cuerpo se mantendrá en reposo o en movimiento rectilíneo si no actúan sobre las otras fuerzas según Claudio Naso, esto también se conoce como la primera ley de newton o ley de inercia. Con la ley de inercia se puede explicar el comportamiento de los objetos en el universo. Hay otro tipo de inercia llamada inercia rotacional, también llamada momento inercial, esta nosolo depende de la masa, también depende como esta está distribuida. Para calcular el momento inercial se utiliza la fórmula:
I=miRi2.
En el movimiento rotacional, además del momento inercial, también hay otra fuerza que actúa en ello, este es el troque. Se define el troque como la fuerza echa con respecto al eje y se representa con la letra τ. La aceleración angular es directamente proporcionalcon la fuerza neta aplicada, troque. Según Giancolli, hay una relación directa entre el momento inercial y el torque, esta se define con la ecuación:
τ=Iα.
Como antes mencionado el momento inercial no solo depende de la masa, también depende de cómo está distribuida la masa, por tanto hay diferentes ecuaciones para objetos con diferentes formas.
Objeto
Momento inercial
cilindro
12MR02Cilindro hueco
12MR12+R22
Placa rectangular
112M(l2+w2)

Este experimento consistió en dejar caer una masa atada a un disco y este ajustado a un objeto. Al caer la masa hacia que el objeto girará, las revoluciones por segundo del objeto fueron recolectadas por una máquina y luego presentados en una gráfica de velocidad angular sobre segundos. Lo objetos que fueron utilizado fueron un disco, uncilindro hueco, una placa y una barra. Una vez obtenido los datos se calculó el momento inercial de cada objeto.











Procedimiento
Luego de identificar y verificar todos los materiales se comenzó con el experimento. El experimento está dividido en dos partes. En la primera parte se utilizó la balanza para determinar la masa de la placa, barra, anillo y disco. Luego de tenerla masa de las diferentes piezas, se usó un vernier para determinar el diámetro del escalón central de la polea de tres escalones, el diámetro interior y exterior del aro, el diámetro del disco, y el largo y ancho de la placa y la barra.
Para la segunda parte, la estación estaba montada (varilla de soporte, sensor de movimiento, polea de tres escalones). Uno de los extremos de la cuerda estabasujeta a la polea de tres escalones, el otro extremo se pasó por la polea y se le colocó el porta masas. Después se hicieron los ajustes en el programa DataStudio. Una vez hecho todos los ajustes se prosiguió con colocar el disco en la polea de tres escalones asegurándolo con un tornillo. Con la mano se roto el sensor para que la cuerda se enroscara en el escalón central de la polea hasta que elporta masas llegó a su altura máxima. Luego de tener el porta masas en la posición correcta se presionó “START” en el programa DataStudio y se dejó descender el porta masas; antes de que la cuerda se desenroscara completamente se presionó “STOP” en el programa. Como resultado se obtuvo una gráfica lineal.
Estos pasos se repitieron con las piezas restantes. La placa se colocó sola y se aseguró conel tornillo, pero el aro se colocó encima de la placa. Después se quitó la placa con el aro y se colocó la barra, repitiendo cada uno de los pasos de la segunda parte. Como resultado se obtuvieron cuatro gráficas lineales.

Datos
Parte I: Medidas para calcular el momento de inercia teórico:
Tabla 1: Datos tabulados de: medidas y masa de los objetos, fórmulas utilizadas y los valores delmomento de inercia para cada objeto.
Objetos
Medidas (cm)
Masa (g)
Formula usada
Momento de inercia
Disco
diametro: 12.3cm
471g
I= 12MR02
8.9x10-4
Placa
largo: 12.3cm
ancho: 12.3cm
74g
I= 112M(l2+w2)
1.87x10-4
Aro
diametro interior: 10.4cm
diametro exterior: 11.6cm
474g
I= 12M(R12+R22)
1.44x10-3
Barra
largo: 12.3cm
ancho: 2.2cm
635g
I= 112M(l2+w2)
8.26x10-4

Parte II:...