Movimiento circular uniforme

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
 
I.      OBJETIVOS 
       Analizar el movimiento circular uniforme.
       Medir  la  fuerza  centrípeta  que  actúa  sobre  una  masa que describe un movimiento circular uniforme.
  II.      PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
PRIMERA PARTE:
1)       Se desconectó el resorte de la masa y se determinó el valor de la masa M haciendo uso de la balanza.
2)       Seeligió un radio de giro mediante el indicador. Se ajustó los tornillos que aseguran la base del indicador. Se midió dicho radio con la regla.
3)       Se corrió el eje del cual pende la masa M, hasta que el indicador coincida con la punta del extremo inferior de esta masa.
4)       Se conectó el resorte a la masa M.
5)       Se hizo rotar el eje vertical y se aumentó la velocidad de giro de lamasa  M hasta que la punta de esta pasó exactamente por encima del indicador del radio de giro. Luego se trató de mantener esta posición dándole suaves impulsos al eje vertical y de esa manera la masa M estará describiendo muy aproximadamente un movimiento circular uniforme en un plano horizontal.
6)       Se utilizó el cronometro para medir el tiempo t que demora la masa M en realizar 10revoluciones.
El valor de la frecuencia f es igual al numero de revoluciones ( 10 revoluciones) dividido entre el tiempo t que tarda la masa en realizar estas revoluciones.
Es decir:      
7)       Se repitió tres veces el proceso de medición. de la frecuencia y se calculó el valor promedio.
8)       A partir de la ecuación  se obtuvo el valor de la fuerza centrípeta Fc.
9)       Luego se aumentouna masa de 50g a la masa M y se realizo el mismo procedimiento.
SEGUNDA PARTE
1)       Se suspendió de la masa M una cuerda sujeta con un portapesas, teniendo en cuenta que las masas en el portapesas son el dato m’ cuyo efecto es llevar el móvil de masa M hasta que la punta de su extremo inferior coincida con el indicador de radios.
2)       La magnitud de la fuerza Fr. se determinó colocandomasas en el portapesas; m’g es el peso necesario para que la punta del móvil de masa M pueda estar sobre la varilla del indicador de radio R.
III.      TABLA DE DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS:
Primera Parte 
Luego completando la tabla para los demás valores se tiene:
Caso
Radio(m)
10 vueltas


Masa = 0.45245kg
Masa = 0.50245kg


t1(s)
t2(s)
t3(s)
tprom(s)
f(s-1)
t1(s)
t2(s)
t3(s)tprom(s)
f(s-1)
1
0.166
8.31
8.30
8.33
8.313
1.203
8.70
8.64
8.67
8.67
1.153
2
0.185
8.20
8.17
8.16
8.177
1.223
8.55
8.57
8.54
8.553
1.169
3
0.209
8.06
7.99
8.01
8.02
1.247
8.33
8.27
8.26
8.287
1.207
Ahora hallando la fuerza centrípeta:  
Luego completando la siguiente tabla para los demás valores:
Caso
Radio(m)
Masa = 0.45245kg
Masa = 0.50245kgf(s-1)
Fcp(N)
f(s-1)
Fcp(N)
1
0.166
1.203
4.2911
1.153
4.3774
2
0.185
1.223
4.9426
1.169
5.0148
3
0.209
1.247
5.8051
1.207
6.0397
 Segunda Parte:
De la figura 3 de la pagina 65 se trata de usar el diagrama de cuerpo libre, luego se demuestra que
De donde se concluye que la fuerza del resorte Fr. es precisamente la fuerza centrípeta Fc. responsable del movimiento circular.Luego para la masa de 0.45245kg se tiene:
Caso
Radio(m)
Fcp(N)
m'(kg)
Fr(N)
1
0.166
4.2911
0.41
4.018
2
0.185
4.9426
0.51
4.998
3
0.209
5.8051
0.61
5.978
Entonces comparando Fc y Fr; y hallando sus respectivos errores porcentuales:
Para el primer caso: 
E% = Vteo – Vexp x 100  =  4.2911 – 4.018 x 100 =  6.36%
        Vteo                                   4.2911
Para elsegundo caso:
E% = Vteo – Vexp x 100  =  4.9426 – 4.998 x 100 =  1.12%
        Vteo                                   4.9426
Para el tercer caso:
E% = Vteo – Vexp x 100  =  5.8051 – 5.978 x 100 =  2.98%
        Vteo                                   5.8051
  IV.      CUESTIONARIO:
1. ¿Sobre que masa actúa la fuerza centrípeta?
La fuerza centrípeta actúa sobre la masa M del trompo que...