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Departamento académico de Cs. Físico Matemáticas Periodo Vacacional 2015 1 EQUILIBRIO DE FUERZAS I. OBJETIVOS: Comprobar la primera y segunda condición de equilibrio para un sistema de fuerzas concurrentes en un punto. Analizar y comparar los resultados teórico prácticos mediante las tablas propuestas. II. FUNDAMENTO TEORICO: Primera Ley de Newton La primera Ley de Newton, conocida también como la ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el boletero viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el boletero se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como “Sistemas de Referencia Inerciales”, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante. La primera Ley de Newton se enuncia como sigue: Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él” Considerando que la fuerza es una cantidad vectorial, el análisis experimental correspondiente a las fuerzas requiere herramienta del álgebra vectorial. Ello implica el conocimiento de la suma de vectores concurrentes, al cual también se le denomina vector resultante, dado por: n i i F R 1 ………(1.1) Siendo n F F F ,...., , 2 1 fuerzas concurrentes en el centro de masa del cuerpo. El producto escalar se realiza entre dos cantidades vectoriales, como resultado de esta operación se determina una cantidad escalar; definido por: cos . Fr r F F, r: son los módulos de los vectores r F , respectivamente. Mientras tanto, el producto vectorial se opera entre dos vectores, cuyo resultado es otra cantidad vectorial. El modulo de este nuevo vector está dada por: rFsen F x r ……(1.2) Donde θ: ángulo entre los vectores r y F . La representación grafica de estas operaciones algebraicas se ilustra en la figura 1.1 y figura 1.2 PRACTICA DE LABORATORIO N o 01

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Departamento académico de Cs. Físico Matemáticas Periodo – Vacacional 2015

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EQUILIBRIO DE FUERZAS

I. OBJETIVOS: Comprobar la primera y segunda condición de equilibrio para un sistema de fuerzas

concurrentes en un punto. Analizar y comparar los resultados teórico – prácticos mediante las tablas propuestas.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

Primera Ley de Newton

La primera Ley de Newton, conocida también como la ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el boletero viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el boletero se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como “Sistemas de Referencia Inerciales”, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

La primera Ley de Newton se enuncia como sigue:

“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él” Considerando que la fuerza es una cantidad vectorial, el análisis experimental correspondiente a las fuerzas requiere herramienta del álgebra vectorial. Ello implica el conocimiento de la suma de vectores concurrentes, al cual también se le denomina vector resultante, dado por:

n

i

iFR1

………(1.1)

Siendo

nFFF ,....,, 21 fuerzas concurrentes en el centro de masa del cuerpo.

El producto escalar se realiza entre dos cantidades vectoriales, como resultado de esta operación se determina una cantidad escalar; definido por:

cos. FrrF

F, r: son los módulos de los vectores

rF , respectivamente.

Mientras tanto, el producto vectorial se opera entre dos vectores, cuyo resultado

es otra cantidad vectorial. El modulo de este nuevo vector está dada por:

rFsenFxr

……(1.2)

Donde θ: ángulo entre los vectores

ryF . La representación grafica de estas operaciones

algebraicas se ilustra en la figura 1.1 y figura 1.2

PRACTICA DE LABORATORIO No 01

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fig. 1.1 fig.1.2

Los vectores se pueden descomponerse en sus componentes ortogonales o en

base a los vectores unitarios

kyji, . Por lo que cualquier vector se puede expresar de la

siguiente forma:

kRjRiRR zyx

En el plano cartesiano X-Y, las componentes ortogonales se determinan mediante las siguientes ecuaciones de transformación:

cosRRx …………(1.3a)

RsenRy ………. (1.3b)

22

yx RRR ………. (1.3c)

x

y

R

Rtg ………(1.3d)

Las condiciones de equilibrio, son las que garantizan a que los cuerpos pueden encontrarse en equilibrio de traslación y/o equilibrio de rotación. Primera Condición de Equilibrio. (Equilibrio de Traslación)

“Para que un cuerpo se encuentre en reposo absoluto o con movimiento uniforme

si y solo si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nulo”.

. Segunda Condición de Equilibrio. (Equilibrio de Rotación)

“Para que el cuerpo rígido se encuentre en equilibrio de rotación si y solo si el momento resultante sobre el cuerpo con respecto a cualquier punto es nulo”.

El momento de una fuerza también conocido como torque, es un vector obtenido mediante la operación de producto vectorial entre los vectores de posición del punto de

aplicación (

r ) y la fuerza (

F ) que ocasiona la rotación al cuerpo con respecto a un punto en especifico. La magnitud de este vector está representada por la ecuación (1.2). Para evaluar el equilibrio de un cuerpo rígido, se tiene que utilizar las dos condiciones de equilibrio indicadas.

A una clase de fuerza se denomina, fuerza de gravedad o peso. Esta fuerza se origina

por la atracción de la Tierra hacia los cuerpos que se encuentran en su superficie. El peso esta dado por:

jmgW ……………(1.4a)

Cuyo modulo es:

mgW ……………… (1.4b)

Donde, g: aceleración de gravedad del medio.

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III. INSTRUMENTOS DE LABORATORIO:

Una computadora Programa Data Studio instalado InterfaseScienceWorshop 750 2 sensores de fuerza (C1-6537) 01 disco óptico de Hartl (ForceTable) 01 juego de pesas Cuerdas inextensibles Una regla de 1m. Un soporte de accesorios. Una escuadra o transportador.

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES: A. Equilibrio de Rotación:

a. Verificar la conexión e instalación de la interface. b. Ingresar el programa de Data Studio y seleccionar crear experimento e instalar

el sensor de fuerza. c. Instale el equipo tal como se muestra en la figura:

Fig. 01.

Registre los valores de las correspondientes masas mi de las pesas que se muestran en

la figura 1; así mismo, registre los valores de las distancias de los puntos de aplicación al punto de contacto del cuerpo rígido con el soporte universal (Li).

Registre también la lectura observada a través del Sensor de Fuerza y el ángulo de inclinación θ del cuerpo rígido con respecto a la superficie de la mesa.

Repita este procedimiento tres veces haciendo variar los valores de las masas mi. para cada cuerda que contiene al Sensor de Fuerza. Todos estos datos anote en la tabla 1.

B. Equilibrio Traslación: Repita los pasos a) y b) de la conexión anterior. Instale el equipo tal como se muestra en la figura:

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Fig. 02. Verificar que la argolla se encuentre en el punto de equilibrio sólo por la acción de las

cuerdas con sus respectivas pesas.

Los pesos

1W y

2W y la fuerza de tensión

T en el sensor de fuerza representan la

acción de tres fuerzas concurrentes. Los ángulos 1, 2 y 3 (para la fuerza de tensión

T ), indican el sentido y la dirección de estas tres fuerzas concurrentes; tal como se observan en la figura 2.

Cuando logra instalar el equipo en la posición mostrada por la figura 2. Registre sus datos en las tablas 2.

Repita tres veces este procedimiento, en algunos de ellos considere que la fuerza de tensión registrado por el Sensor de Fuerza este en dirección vertical.

TABLA 1.

N m1i(g) m2i(g) m3i(g) L1i(cm.) L2i(cm.) L3i(cm.) L4(cm.) Tii(N) θi

01

02

03

Registre también la longitud (L) y masa (m) de la regla:

L= …………………… m = ……………………

TABLA 2.

n m1i (g) m2i (g) Ti (Newton) 1i 2i 3i

01

02

03

m1i, m2i: masa de las pesas, con las cuales se obtiene los pesos, mediante la ecuación (1.4b)

V. CUESTIONARIO.

Equilibrio de Rotación:

1. Haga el diagrama del sistema de fuerza que actúan sobre el cuerpo rígido y formule ecuaciones de equilibrio para el sistema. Considerar también el peso del cuerpo rígido (regla).

2. Conociendo los valores de los pesos

1W ,

2W y

3W , las distancias Li y el ángulo

de inclinación θ, determine analíticamente el valor de la fuerza de tensión

T

vectorialmente.

3. Determine el módulo de la tensión hallada en la pregunta anterior y compare este valor con el valor experimental estimando el error relativo porcentual para cada evento.

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4. Determine también la fuerza de reacción(R) en el punto de apoyo O (figura 1.4). Esta fuerza debe tener una pendiente de inclinación. Emplee la siguiente tabla para resumir sus respuestas.

Tabla 03

n

iT '

iT iT xiR

01

02

03

04

Donde, iT y '

iT : fuerzas de tensión determinadas teórica y en el laboratorio,

respectivamente '

iii TTT : Diferencia entre estos valores

iR : modulo de la fuerza de reacción

Equilibrio de Traslación:

5. Elabore la equivalencia entre los ángulos θi’ yθi representados en las figuras 5.1a y

5.1b, con estos valores de θi= f (θi’) tiene que efectuar los cálculos.

Fig. (5.1a) Fig. (5.1b)

6. Descomponer a las fuerzas

1W ,

2W y

T en sus componentes ortogonales del

plano cartesiano X-Y. las componentes en dirección horizontal y vertical de estas fuerzas se determinan mediante las ecuaciones (1.3a) y (1.3b) respectivamente.

7. Calcule la suma de los componentes en el eje X y en el eje Y por separado, explique cada uno de estos resultados obtenidos.Elabore una tabla de resumen, para ello considere el siguiente modelo:

TABLA 04

n

xW1

xW2

xT

3

1i

ixF

yW1

yW2

yT

3

1i

iyF

01

02

03

04

Donde Fix y Fiy: representan a las componentes horizontal y vertical de las fuerzas que actúan sobre le sistema. 8. Determine el error absoluto de las sumatorias para el eje “X” y “Y”.

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MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADO Y CAIDA LIBRE

I. OBJETIVOS

Establecer cuáles son las características del movimiento rectilíneo con aceleración constante.

Determinar experimentalmente las relaciones matemáticas que expresan la posición, velocidad y aceleración de un móvil en función del tiempo.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO El MRUV, como su propio nombre indica, tiene una aceleración constante, cuyas relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son

… (1) La velocidad v para un instante t dado es:

….(2) Finalmente la posición x en función del tiempo se expresa por:

… (3)

Velocidad Media.-

….(4) Aceleración Media.- La aceleración media de la partícula ó móvil cuando se mueve de un punto P hasta un punto Q (ver figura 1) se define como la razón de cambio de velocidad al tiempo transcurrido:

….(5)

Donde t1 y t2 son los tiempos correspondientes a las velocidades v1 y v2. La aceleración media entre t1 y t2 es igual a la pendiente de la cuerda PQ.

Figura (1). Grafica velocidad vs. tiempo.

Aceleración Instantánea.- es la aceleración en cierto instante, ó en determinado punto de su trayectoria:

… (6) En un movimiento uniformemente acelerado el valor de la aceleración instantánea coincide con el de la aceleración media.

PRACTICA DE LABORATORIO No 02

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III. EQUIPOS Y MATERIALES

Computadora personal

Programa Data Studio instalado

Interface Science Workshop 750

Sensor de Movimiento (CI-6742)

Sensor de Fuerza(C1-6537)

Móvil PASCAR (ME-6950)

Carril de aluminio con tope magnético y polea.

2.0 m de hilo negro.

Set de masas (ME-8967) IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

PRIMERA ACTIVIDAD (MRUV) Procedimiento para configuración de equipos y accesorios a) Verifique la conexión y estado de la fuente de alimentación de la interface,

instale los sensores de fuerza y movimiento, luego genere graficos para cada uno de los parámetros medidos por el sensor (aceleración, velocidad y posición) Fuerza (Tensión).

b) Realizar el montaje del conjunto de accesorios (carro, carril, cuerda, polea, pesosytope) a fin de ejecutar la actividad.

Figura (2). Configuración de equipos para MRUV.

c) Después de haber ejecutado la actividad tres veces, guarde sus datos.

SEGUNDA ACTIVIDAD (Caida Libre) La aceleración de un cuerpo en caída libre se denomina aceleración debida a la gravedad y se representa con la letra 𝑔, en la superficie terrestre ó cerca de ella a nivel del mar es aproximadamente:

𝑔 = 9.8 𝑚/𝑠2ó32𝑝𝑖𝑒𝑠/𝑠2

De manera grafica, la gravedad se puede relacionar como la variacion de la velocidad en relación al tiempo empleado, es decir la pendiente de la grafica.

Si los intervalos de tiempos fuesen todos iguales, el valor de la pendiente de los gráficos vnversus tcny vnversus tnserían los mimos, pero como el movimiento no es uniforme esta hipótesis no se cumple.

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Figura(3): Gráfico esquemático que ilustra la variación de la pendiente de la función v(t) al graficar viversus tc

i(símbolos cuadrados) y graficar viversus ti. Es claro que para este último caso se tiene que la pendiente (g’) es mayor que el mejor valor obtenido

Cuadro N 01: Datos iniciales del experimento.

Eventos 1 2 3

Masa o peso total del móvil que se desplaza

Masa suspendida

Ángulo (opcional)

V. CUESTIONARIO

1. Adjunte los gráficos de velocidad vs tiempo, de todas las actividades identificando su velocidad media y aceleración media respectivamente.

2. Adjunte los gráficos de aceleración vs tiempo de todas las actividades identificando la media de la aceleración.

3. Estime el promedio de aceleración de las preguntas 1 y 2 anteriores para cada evento.

4. Con el gráfico de velocidad vs tiempo y los resultados de aceleración de la pregunta 3, determine la distancia total recorrida, empleando la ecuación 3.

5. Obtenga el desplazamiento total del móvil, considerando el gráfico de velocidad vs. Tiempo mediante el área bajo la curva. (Adjunte el gráfico) y determine el error relativo porcentual de las distancias comparando estos con los resultados de la pregunta 4.

6. Obtenga la ecuación cuadrática del Data Studio para cada evento de la velocidad vs tiempo; a partir de ello determine la aceleración y el desplazamiento para un tiempo t=0.5s.

7. Con los datos del cuadro 1 y empleando la dinámica determine la aceleración del sistema para cada evento y determine el error relativo porcentual comparados con los resultados de la pregunta 3.

8. Adjunte el gráfico de gravedad que mejor se aproxime al valor teórico para Puno.

9. Obtenga el promedio de 5 pendientes para la gravedad de los resultados de caída libre realizados.

10. Determine el error relativo porcentual con los datos de la pendiente obtenida en la pregunta 8 y el valor teórico de la gravedad para puno.

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FUERZAS DE FRICCIÓN I. OBJETIVOS:

Calcular el coeficiente de fricción estático y cinético para

deslizamiento en superficies arbitrarias.

Realizar cálculos dinámicos basándose en consideraciones dinámicas

y mecánicas para los materiales y accesorios empleados.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Cada vez que empujamos o jalamos un cuerpo que descansa en una superficie perfectamente horizontal con una fuerza, se logra impartir una cierta velocidad, este se detiene poco tiempo después de retirar la fuerza. Esto se debe a que existe una fuerza que se opone a que este continuara deslizándose. Esta fuerza se conoce como la fuerza de fricción o de rozamiento. La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende de muchos factores tales como la condición y naturaleza de las superficies, la velocidad relativa, etc. Se verifica experimentalmente que la fuerza de fricción f, tiene una magnitud proporcional a la fuerza normal N de presión de un cuerpo sobre otro. La constante de proporcionalidad es llamada coeficiente de fricción y lo designamos con la letra griega 𝜇, la relación queda como:

(1)f N

El signo negativo se justifica debido a que esta fuerza se opone al movimiento de acuerdo a la figura (1). Si el movimiento fuera hacia la derecha, lo que mueve al móvil será la fuerza resultante R dada por la ecuación (2):

(2)R mg sen N

Figura (1): Fuerza resultante R actuando sobre el bloque ANALISIS EXPERIMENTAL: Cuando se aplica una fuerza a un objeto que descansa sobre una superficie, que no se mueva hasta que la fuerza que se le aplica es mayor que la fuerza máxima debido a la fricción estática. El coeficiente de fricción estática (us) es simplemente la relación entre la fuerza de fricción estática máxima (Fs) y la fuerza normal (FN):

(3)sS

N

F

F

Para mantener el objeto en movimiento a una velocidad constante, una fuerza se debe aplicar al objeto igual a la fuerza de fricción cinética. Por lo tanto, el coeficiente de fricción cinética (uk) es la relación entre la fuerza de fricción cinética (Fk) y la fuerza normal (FN):

N

k

kF

F ……(4)

PRACTICA DE LABORATORIO No 03

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Ahora, si el gráfico o el sistema tiene una configuración inclinada, donde la masa 1 unida al sensor de fuerza está ubicada encima del carril tiene un movimiento ascendente, tal como se muestra en la figura (2):

Figura (2): Configuración experimental con pendiente.

Las ecuaciones que rigieran el movimiento serán:

(5)F ma

Donde: m, masa del móvil 𝑎, aceleración del móvil debida a la acción de la fuerza F. N, es el producto de la masa del móvil y la aceleración gravitacional.

Para lo que debieran encontrarse las ecuaciones que permitan determinar los coeficientes de rozamiento estático y cinético. Cuadro N 01: valores de coeficientes de rugosidad para diferentes superficies.

Superficie Coeficiente de Fricción estático 𝝁𝒔

Coeficiente de fricción cinético 𝝁𝒌

Madera sobremadera 0.4 0.2

Hielosobrehielo 0.1 0.03

Metal sobre metal (lubricado) 0.15 0.07

Articulaciones en humanos 0.01 0.01

Corchosobrealuminioseco 0.4 0.3

Plásticosobrealuminioseco 0.2 0.1

Cuadro (1): Coeficientes de Fricción. III. EQUIPOS Y MATERIALES.

Computadora Personal

Software Data Studio instalado

Interface Science Workshop 750

Sensor de Movimiento (CI-6742)

Sensor de Fuerza (CI-6537)

Accesorios de fricciónME-8574

Set de masas variables o bloques adicionales

Carril, tope y polea, cuerda o hilo negro

Balanzaanalógica.

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES a. Verificar la conexión e instalación de la interface e instalar el sensor de movimiento

y fuerza como corresponde. b. Arme el experimento de acuerdo a la figura 2.

Toma de datos:

Tabla (1): Masa del Conjunto Móvil (masa1 fig. 2)

Masa del cajón de fricción (Kg)

Masa adicional(Kg) (posición1, fig(2))

Masa del sensor de Fuerza (Kg)

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Masa total =

Tabla (2): Datos de plano inclinado. Material:………………………………….

Eventos 1 2 3

Aceleración

Tensióncinética

Tensiónestática

Masa 2 (Fig(2))

Angulo de Inclinación

Tabla (3): Datos de plano inclinado. Material:…………………………………..

Eventos 1 2 3

Aceleración

Tensióncinética

Tensiónestática

Masa2 (Fig(2))

Angulo de Inclinación

V. CUESTIONARIO.

PrimeraActividad 1. Obtenga la ecuación del coeficiente de rugosidad estático y cinética del

sistema. 2. Determine los coeficientes, con la ecuación de la pregunta anterior y los datos

evaluados en las tablas 1, 2 y 3. (para cada evento y material) 3. Obtenga el promedio aritmético de los resultados de coeficientes de

rozamiento encontrados en la anterior pregunta, para ello resuma sus respuestas empleando el siguiente modelo: Tabla (7): Resultados experimentales instantáneos de coeficiente de fricción

Material 1 Material 2

Coeficientes de fricción us uk us uk

Valor

4. Determine el error relativo porcentual con los resultados obtenidos de la

pregunta anterior y el valor teórico equivalente del cuadro No 01.

5. Calcule la Tensión cinética y estática con los datos correspondientes para el esquema de la figura(2) para cada material.

6. Determine el Error relativo porcentual de la Tensiones cinéticas y estáticas

empleando los resultados teóricos de Tensión de la pregunta 5 y los experimentales anotados en las tabla(2) y (3).

7. Cuál de las dos actividades realizadas, te parece más correcta, según los resultados de error hallados en las preguntas 4 y 6 anteriores?

8. ¿Según usted a que se debe la diferencia entre las tenciones cinéticas y estáticas determinadas de modo experimental y teóricamente?, explique.

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MOMENTO DE INERCIA

I. OBJETIVOS:

Determinar experimentalmente el momento de inercia de los sólidos de diversas geometrías

Determinar los errores téoricos- experimentales II. FUNDAMENTO TEORICO

MOMENTO DE INERCIA La inercia rotacional es una medida de la oposición que ofrece un cuerpo al cambio de su estado de movimiento rotacional, el momento de inercia depende de la masa del cuerpo de su geometría y la distribución de las masas del mismo. El momento de inercia de un objeto depende de sus masas y de la distribución de su masa En general, cuanto mas compacto en el objeto, menor es su momento de inercia. MOMENTO DE INERCIA DE LA DISTRIBUCION DE MASAS PUNTUALES

Para una distribución de masas puntuales el momento de inercia estaría dado por la ecuación:

2 (1) i iI x m

Donde ix es la distancia de las partículas y im la masa de las partículas

MOMENTO DE INERCIA DE UNA DISTRIBUCION CONTINUA DE MASA Pasamos de una distribución de masas puntuales a una distribución continua de masa la formula a aplicar es:

2 (2)I x dm

Aquí, dm es un elemento de masa situado a una distancia x del eje de rotación. MOMENTO DE INERCIA DE UNA VARILLA Sea una varilla de masa M y longitud de L respecto de un eje perpendicular a la varilla que pasa por el centro de masas y la masa dm del elemento de longitud de la varilla comprendido entre x y x+dx

El momento de inercia de la varilla es:

/22 2

/2

1(3)

12

L

L

MI x dx ML

L

PRACTICA DE LABORATORIO No 04

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Teóricamente, el momento de inercia I, de un aro viene dado por:

2 2

1 2

1(5)

2I M R R

Donde, M es la masa del aro, 1R es el radio interior del aro, y 2R es el radio exterior del

aro. Teóricamente, el momento de inercia, I de un disco solido de densidad uniforme viene dada por:

21

(6)2

I ML

Donde M es la masa del disco y R radio del disco Para determinar EXPERIMENTALMENTE el momento de inercia es necesario analizar las ecuaciones de dinámica correspondientes, los mismos que se desarrollaran en clases.

III. EQUIPOS Y MATERIALES Computadora personal Sensor de movimiento rotacional (CI-6538) Set de pesas (ME-8967) Accesorio adaptador de base rotacional

(CI-6690) Sistema de Rotacional completo (ME-

8990) 2.0m de hilo Balanzaanalógica Regla de nivel Vernier

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

Procedimiento para configuración de equipos y accesorios. a. Encienda el Computador, ingrese al Data Studio e instale el sensor de rotación y

apertura los gráficos de aceleración angular y anote en las tablas correspondientes.

Tabla(1): Masas y longitudes iniciales

Masas (gr)

Longitud (cm)

Masaejerotante Radio del eje solo

Masa de plataforma de aluminio

Radio del disco

Masa de disco Radio interno del cilindro hueco R1

Masa del cilindrohueco

Radio externo del cilindro hueco R2

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Masa del elementopuntual

Longitud de Varilla

Diámetro de la polea (m)

Otra variable

b. Instale el equipo, de acuerdo a la figura:

PRIMERA ACTIVIDAD (MOMENTO DE INERCIA Del EJE ROTANTE)

EVENTO Aceleración

angular ( )

MasaAplicada Distancia del elemento respecto al

centro de giro

1

2

3

SEGUNDA ACTIVIDAD (MOMENTO DE INERCIA de la VARILLA y EJE ROTANTE)

EVENTO Aceleración

angular ( )

MasaAplicada Distancia del elemento respecto al

centro de giro

1

2

3

TERCERA ACTIVIDAD (MOMENTO DE INERCIA DE LA MASA PUNTUAL, VARILLA Y EJE ROTANTE)

EVENTO Aceleración

angular ( )

MasaAplicada Distancia del elemento respecto al

centro de giro

1

2

3

CUARTA ACTIVIDAD (MOMENTO DE INERCIA DEL DISCO Y EJE ROTANTE)

EVENTO Aceleración

angular ( )

MasaAplicada Distancia del elemento respecto al

centro de giro

1

2

3

QUINTA ACTIVIDAD (MOMENTO DE INERCIA Del CILINDRO HUECO, DISCO Y EJE ROTANTE)

EVENTO Aceleración

angular ( )

MasaAplicada Distancia del elemento respecto al

centro de giro

1

2

3

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V. CUESTIONARIO.

1. Determine el momento de inercia teórico para cada elemento empleado.

2. Determine el momento de Inercia Experimental para el eje solo para cada

evento y estime el promedio aritmético como resultado final

3. Determine el momento de Inercia Experimental dela varilla para cada evento

y estime el promedio aritmético como resultado final

4. Determine el momento de Inercia Experimental de la masa puntual y estime

el promedio aritmético como resultado final.

5. Determine el momento de Inercia Experimental del disco y estime el

promedio aritmético como resultado final.

6. Determine el momento de Inercia Experimental del cilindro hueco y estime el

promedio aritmético como resultado final.

7. Calcule el error relativo porcentual de los resultados de inercia para cada

elemento con los resultados experimentales de las preguntas 2,3,4,5,6 y el

teórico calculado en la pregunta 1.

8. Aplicando el razonamiento similar al aplicado para el caso del cilindro y el disco

calcule el momento de inercia de la placa rectangular delgada de masa M de lados a

y b respecto del eje que pasa por la placa.