Mov Circunferencial Vertical
Páginas: 7 (1507 palabras)
Publicado: 22 de abril de 2011
Facultad de Ciencias
Departamento de Física
Métodos Experimentales I
Movimiento circunferencial vertical
Fecha de realización: 22 de Marzo de 2011Fecha de entrega: 29 de Marzo de
Resumen
En este experimento se busca demostrar una ecuación lineal, la que se obtuvo estudiando un sistema que describe un movimiento circunferencial vertical. Se realiza con un péndulo al cual se le mide la tensión que ejerce el hilo de este, mediante un sensor de fuerza.Se mide también la rapidez con que pasa la masa que cuelga de este hilo en una primera oscilación. Para así, con estos datos poder comprobar valores como la longitud del hilo del péndulo y la aceleración de gravedad. Se obtuvo una magnitud experimental de 0.6183 (m) para la longitud del hilo y de 9.7942 (ms2) para la aceleración de gravedad.
Introducción
Ocurre unmovimiento circunferencial cuando un cuerpo describe una trayectoria circular, tal como lo haría un auto que recorre una pista circular de carreras o un grupo de galaxias en órbita. Pero para poder estudiar este tipo de movimiento con mayor facilidad, se decidió hacerlo trabajando con un péndulo simple.
Al dejar oscilar un péndulo, este está sujeto inmediatamente a la aceleración degravedad y al peso que ejerce la masa de este sobre la tierra. Como ya se ha trabajado con este tipo de sistema, es fácil obtener una ecuación lineal que describe el movimiento circunferencial en el péndulo.
Pero ¿Se podrá comprobar esa ecuación mediante un experimento? ¿Se podrá conocer la magnitud de la aceleración de gravedad tan solo estudiando la rapidez de un péndulo y la tensión delhilo de este en un tiempo determinado?
La respuesta es afirmativa. Precisamente se logra demostrar la ecuación que describe este tipo de movimiento en el siguiente experimento, usando sólo conocimientos de mecánica clásica.
Resumen teórico
En el experimento se utiliza un péndulo simple que consta de un pequeñocilindro de metal de masa m suspendido de un cordel fino de longitud L fijo por un extremo superior a un soporte.
El péndulo tendrá un ángulo de oscilación θ respecto del eje vertical, perpendicular a la superficie. De esta forma se podrá descomponer el peso de la masa m en dos componentes de direcciones tangencial y normal a la trayectoria.
Aplicando la segunda ley de Newton enla dirección del movimiento, tenemos:
∑ Fx: - mgsin θ = max (1)
donde el signo negativo tiene en cuenta que el movimiento en el eje x tiene dirección opuesta a la del desplazamiento.
La ecuación de movimiento en la dirección radial será:
∑ Fy: T -mgcos θ = may (2)
donde T corresponde a la tensión del hilo y g, a la aceleración de gravedad.
La aceleración de la partícula en el eje y, esta dirigida radialmente hacia el centro de su trayectoria circular.
ay = v2L(3)
Aplicando (3) en (4):
∑ Fy: T - mgcos θ = m v2L (4)
Donde v corresponde a la rapidez del péndulo.
Se busca obtener una ecuación lineal a partir de la anterior...
Departamento de Física
Métodos Experimentales I
Movimiento circunferencial vertical
Fecha de realización: 22 de Marzo de 2011Fecha de entrega: 29 de Marzo de
Resumen
En este experimento se busca demostrar una ecuación lineal, la que se obtuvo estudiando un sistema que describe un movimiento circunferencial vertical. Se realiza con un péndulo al cual se le mide la tensión que ejerce el hilo de este, mediante un sensor de fuerza.Se mide también la rapidez con que pasa la masa que cuelga de este hilo en una primera oscilación. Para así, con estos datos poder comprobar valores como la longitud del hilo del péndulo y la aceleración de gravedad. Se obtuvo una magnitud experimental de 0.6183 (m) para la longitud del hilo y de 9.7942 (ms2) para la aceleración de gravedad.
Introducción
Ocurre unmovimiento circunferencial cuando un cuerpo describe una trayectoria circular, tal como lo haría un auto que recorre una pista circular de carreras o un grupo de galaxias en órbita. Pero para poder estudiar este tipo de movimiento con mayor facilidad, se decidió hacerlo trabajando con un péndulo simple.
Al dejar oscilar un péndulo, este está sujeto inmediatamente a la aceleración degravedad y al peso que ejerce la masa de este sobre la tierra. Como ya se ha trabajado con este tipo de sistema, es fácil obtener una ecuación lineal que describe el movimiento circunferencial en el péndulo.
Pero ¿Se podrá comprobar esa ecuación mediante un experimento? ¿Se podrá conocer la magnitud de la aceleración de gravedad tan solo estudiando la rapidez de un péndulo y la tensión delhilo de este en un tiempo determinado?
La respuesta es afirmativa. Precisamente se logra demostrar la ecuación que describe este tipo de movimiento en el siguiente experimento, usando sólo conocimientos de mecánica clásica.
Resumen teórico
En el experimento se utiliza un péndulo simple que consta de un pequeñocilindro de metal de masa m suspendido de un cordel fino de longitud L fijo por un extremo superior a un soporte.
El péndulo tendrá un ángulo de oscilación θ respecto del eje vertical, perpendicular a la superficie. De esta forma se podrá descomponer el peso de la masa m en dos componentes de direcciones tangencial y normal a la trayectoria.
Aplicando la segunda ley de Newton enla dirección del movimiento, tenemos:
∑ Fx: - mgsin θ = max (1)
donde el signo negativo tiene en cuenta que el movimiento en el eje x tiene dirección opuesta a la del desplazamiento.
La ecuación de movimiento en la dirección radial será:
∑ Fy: T -mgcos θ = may (2)
donde T corresponde a la tensión del hilo y g, a la aceleración de gravedad.
La aceleración de la partícula en el eje y, esta dirigida radialmente hacia el centro de su trayectoria circular.
ay = v2L(3)
Aplicando (3) en (4):
∑ Fy: T - mgcos θ = m v2L (4)
Donde v corresponde a la rapidez del péndulo.
Se busca obtener una ecuación lineal a partir de la anterior...
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