Informe Lab9 Mov. Rotacion y Traslacion

 

Movimiento de rotación y translacion Gutierrez-Vecca D.R, Mendez-Velasquez D.F, Viteri-Narvaez J.F. Universidad del valle, A.A. 25360 Cali, Colombia.  Mayo 2017

Se estudió el movimiento de traslación y rotación de un cuerpo rígido: utilizando canales por medio de los cuales se desplaza dicho cuerpo. Se encontró la magnitud de la velocidad utilizando los fundamentos del movimiento de traslación, y se dedujo el momento de inercia mediante la ley de conservación de energía y mediante el método gráfico donde Se evidencio la similitud de los dos valores pero dando unas diferencias debido a datos que han sido omitidos tales como la fricción, resistencia al aire y otros.

I.

INTRODUCCION

Se estudiara el movimiento combinado de traslación y de rotación sin deslizamiento de un cuerpo rígido; conocido también como movimiento de rodadura, se realizara en un plano inclinado. Con el estudio también se pretende deducir el momento de inercia del cilindro de madera y hacer consideracion consideraciones es acerca del modelo modelo teórico desarrollado y decidir acerca del efecto de los elementos despreciados. despreciados. Con este experimento lo que buscamos es hallar el momento de inercia exprimentalmente, para esto dejamos rodar por dos rieles un cuerpo, tomamos el tiempo en re-correr una distancia establecida y así tomar datos para los cálculos correspondientes. Si hacemos una investigación un poco más avanzada sobre el momento de inercia, encontramos que es una magnitud escalar durante el movimiento rotacional de un objeto objeto sobre un eje, e je, por otro lado este momento refleja cómo se distribuye el peso de ob- jeto rodante en su eje de giro. Por último calculamos la inercia teóricamente, teóricam ente, paracomp paracomp arar con la experimental y saber cuál fue su exactitud.

II.

Siendo x las posiciones, x0 y v0 la posición y velocidad inicial y a la aceleración del centro de masa. Si el cuerpo parte del reposo y x=0, se deduce que la velocidad en el punto a una distancia x es:

(2.2)

Dinamica: Cuando un cuerpo rigido rota y se traslada sobre un plano inclinado. A partir de las sumatorias de fuezas y la sumatoria de toques se llega a la expresión de la aceleración:

(2.2)

DISCUSION TEORICA a) Movimiento acelerado:

uniformemente

Cinemática: Cuando un cuerpo rota y se traslada, el centro de masa presenta una aceleración de la forma:

(2.1)

Donde g es la gravedad , Icm  el momento de inercia del cuerpo rígido con respecto al centro de masa, M la masa del cuerpo y r el radio de rodadura. b) Conservación de la energía: Si el cuerpo parte del reposo y rueda sin resbalar, una distancia vertical h, se tiene conservación de la energía:

(2.3)

 

III.

b) Mediante geométricas: 7,2701x10-4 

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

La figura 1 ilustra en forma esquemática el experimento que vamos a estudiar. Utilizando el plano inclinado se suelta del reposo un cuerpo rígido de masa M el cual rueda sin resbalar una distancia h.

consideraiones 1,8466x10-3  kgm2 ±

V.

ANALISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES En las pruebas realizadas se demostró la correlación del(h),momento inercial con(s)lat variable altura distancia de recorrido tiempo (t). Se relacionan de manera directamente proporcional, se evidencio que a medida que disminuyen estas variables, va decreciéndola velocidad y por tanto el momento inercial.

IV.

Se verifico la diferencia entre el momento inercial por método experimental (toma de datos) y por método teórico (por consideraciones geométricas). Esto sucede por algunas causas de error en la toma de datos, como la no consideración de la fricción entre el cuerpo y los rieles y otros datos atípicos no tomados.

RESULTADOS

M= 681g ±0,05

r= 15 mm ±0.025 R= 76,5 ±0,025   Altura

Distancia

Tiempo

VI.

Velocidad2

Velocidad

17 157,35 9,09 34,62 1198,54 20,3 165,35 7,71 42,89 1839,55 23,5 163,65 7,09 46,07 2122,44 26,9 171,65 6,38 53,80 2894,44 30,2 174,35 5,83 59,81 3577,23 33,7 173,85 5,32 65,35 4402,32 40,2 177,85 4,88 72,88 5311,49 Tabla N°1  – Valores toma de datos pruebas de movimiento rotacional

1

Laboratorio N°9, Experimentación Física 1, Departamento de física, Universidad del valle.

50

40 30 20 10 0 0

2

4

6

REFERENCIAS

8

Grafica N°1  – altura vs velocidad2, datos tomados de tabla N°1

Determinacion de I: a) Mediante minimos cuadrados: -3 2 1.4769x10  kgm ± 2.31455x10-4