rueda de maxwell
Páginas: 4 (840 palabras)
Publicado: 9 de enero de 2014
Objetivo de la práctica:
Mediante el uso de una rueda de Maxwell, se estudiará la conservación de la energía mecánica y como la energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética detraslación y de rotación.
Fundamento teórico:
La rueda de Maxwell es, básicamente, un disco en el que se arrollan dos cuerdas en su eje sólido, a cada uno de los lados. Las cuerdas se sujetan enuna barra fija, de manera que, al dejar libre el disco desde su posición inicial de máxima altura., las cuerdas se van desenrollando y el disco va girando mientras cae.
Consideremos, en primerlugar, el movimiento de un disco homogéneo que gira en sentido antihorario con respecto a su eje, que tomaremos como eje z. El centro de masas
del disco será el origen del sistema de referencia en esteejemplo. Por tanto, el disco se puede representar geométricamente como un circulo en el plano xy que gira respecto al eje z. Supongamos, por ahora, que el centro de masas esté fijo. Debido a quetratamos con un sólido rígido (indeformable), el movimiento de cada punto del disco está relacionado con el del resto de los puntos del disco en el sentido de que todos recorren los mismos ángulos en elmismo tiempo, es decir, si la velocidad angular de rotación de un punto del disco en un instante dado es ω(t), entonces todos los puntos del disco giran con la misma velocidad angular. Se define elvector velocidad angular como:
pues el disco gira alrededor del eje z, al cual se asigna un vector unitario k. Consideremos un punto i del disco con vector de posición:
conrespecto al centro de masas. La velocidad de este punto es, según las relaciones del movimiento circular, de manera que su energía cinética es:
La energía cinética del disco es la suma de lasenergías cinéticas de todos sus puntos, así que se llega a
Debido a que solo consideramos movimiento de rotación del disco respecto a un eje que pasa por su centro de masas, la energía...
Mediante el uso de una rueda de Maxwell, se estudiará la conservación de la energía mecánica y como la energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética detraslación y de rotación.
Fundamento teórico:
La rueda de Maxwell es, básicamente, un disco en el que se arrollan dos cuerdas en su eje sólido, a cada uno de los lados. Las cuerdas se sujetan enuna barra fija, de manera que, al dejar libre el disco desde su posición inicial de máxima altura., las cuerdas se van desenrollando y el disco va girando mientras cae.
Consideremos, en primerlugar, el movimiento de un disco homogéneo que gira en sentido antihorario con respecto a su eje, que tomaremos como eje z. El centro de masas
del disco será el origen del sistema de referencia en esteejemplo. Por tanto, el disco se puede representar geométricamente como un circulo en el plano xy que gira respecto al eje z. Supongamos, por ahora, que el centro de masas esté fijo. Debido a quetratamos con un sólido rígido (indeformable), el movimiento de cada punto del disco está relacionado con el del resto de los puntos del disco en el sentido de que todos recorren los mismos ángulos en elmismo tiempo, es decir, si la velocidad angular de rotación de un punto del disco en un instante dado es ω(t), entonces todos los puntos del disco giran con la misma velocidad angular. Se define elvector velocidad angular como:
pues el disco gira alrededor del eje z, al cual se asigna un vector unitario k. Consideremos un punto i del disco con vector de posición:
conrespecto al centro de masas. La velocidad de este punto es, según las relaciones del movimiento circular, de manera que su energía cinética es:
La energía cinética del disco es la suma de lasenergías cinéticas de todos sus puntos, así que se llega a
Debido a que solo consideramos movimiento de rotación del disco respecto a un eje que pasa por su centro de masas, la energía...
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