Cinematica rotacional

Cinemática rotacional

Ceballos Bayron, Letrado Derly, Parra Camilo, Rodriguez Betsy.

ceballos.bayron,letrado.derly,parra.brayan,rodriguez.betsy@uniagraria.edu.co[pic 1]

Fisica Calor y ondas  Carlos Valencia

Valencia, Carlos 

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS 

www.uniagraria.edu.co 

Resumen— ​Con el presente informe se pretende explicar el desarrollo del laboratorio de física, calor y ondas, llevado a cabo el día 22 de agosto de 2018. Los objetivos principales de la clase consistían en estudiar como la distribución de masa de los cuerpos rígidos afecta la aceleración de objetos que ruedan sin deslizar por un plano inclinado, determinar una expresión para la aceleración, también hacer uso de un software especializado para la toma y análisis de datos experimentales y por medio de esta herramienta determinar experimentalmente la aceleración de cuerpos rígidos y la aceleración gravitacional terrestre (g).

La clase se dividió en dos partes; la primera parte fue teórica. El docente dio una explicación de la guía a realizar, de los conceptos teóricos que allí estaban y de las demás bases conceptuales que se debían tener en cuenta para la realización del laboratorio. También nos dio una breve explicación acerca de cómo usar el software (tracker) y como hallar a partir de los datos que el programa nos proporcionaba la gráfica de posición en función del tiempo de los diferentes objetos y como hallar, a partir de esta, su aceleración experimental.  

La segunda parte de la clase fue práctica. Comenzamos midiendo la longitud de la tabla, su grado de inclinación, el diámetro de la esfera, cilindro hueco, cilindro macizo y la altura de los cilindros. El paso siguiente fue empezar a grabar los videos de la esfera, el cilindro hueco y el cilindro macizo rodando por el plano inclinado. Grabar los videos nos tomó un poco de tiempo ya que se nos dificulto que tanto la esfera como los cilindros bajaran en línea recta. Por último, se empezó a trabajar en tracker para poder desarrollar posteriormente los puntos y objetivos de la guía.  

Es importante resaltar que de los videos y la trayectoria de los objetos dependía el desarrollo del laboratorio.

Palabras Clave— Aceleración, rotación, esfera, cilindro, tracker.

Abstract​— the present report announces the development of the physics, heat and waves laboratory, which took place on August 22, 2018. The main objectives of the class were to study how the distribution of the mass of rigid bodies affects the acceleration of objects that roll without sliding down an inclined plane, determine an expression for acceleration, also make use of a specialized software for the taking and analysis of experimental data and through this tool experimentally determine the acceleration of rigid bodies and the terrestrial gravitational acceleration (g).

The class was divided into two parts; the first part was theoretical. The teacher gave an explanation of the guide to be carried out, of the theoretical concepts that exist and of the other conceptual bases that should be taken into account for the realization of the laboratory. He also gave us a brief explanation about how to use the software (tracker) and how to half the data that the program offers us in the position graph in the time function of the different objects and how to half, starting of this, its experimental acceleration.

The second part of the class is practical. Starting by measuring the length of the board, its degree of inclination, the diameter of the sphere, the hollow cylinder, the solid cylinder and the height of the cylinders. The next step was to start recording the videos of the sphere, the hollow cylinder and the solid cylinder rolling down the inclined plane. Recording the videos took a bit of time and it made it so difficult for the sphere and the cylinders to go down in a straight line. Finally, work began on the follow-up for the subsequent development of the points and objectives of the guide.

It is important to highlight that the videos and the trajectory of the objects depend on the development of the laboratory. 

Keywords—         Acceleration,         rotation,         sphere, cylinder, tracker.

        I.        INTRODUCCIÓN 

La cinemática de rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo extenso de forma que, dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un punto fijo. En un espacio tridimensional, para un movimiento de rotación dado, existe una línea de

puntos fijos denominada eje de rotación

Si un cuerpo rígido se mueve en el espacio al tiempo que gira, su movimiento puede considerarse como la conjunción de un movimiento traslacional del centro de masa y un movimiento rotacional en torno a un eje que pasa por el centro de masa. De esta manera, la energía cinética es la suma de una energía cinética traslacional y una rotacional. En dinámica la segunda ley de Newton describe el movimiento del centro de masa y el equivalente rotacional de esa ley describe la rotación en torno al centro de masa. En el caso de un cuerpo que rueda sin resbalar, existe una relación especial entre el movimiento del centro de masa y el movimiento rotacional [1]

        II.        OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  

Experimentar los diferentes estudios de la cinética rotacional y leyes teóricas, relacionando los comportamientos para los momentos inercia y fenómenos físicos, que se presentan en la vida cotidiana con cuerpos rígidos mediante superficies inclinadas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

• Demostrar datos experimentales y formulación del sistema presentado.
• Comprender y calcular las diferentes expresiones de la energía cinética rotacional

Experimentalmente.

• Estudiar de las causas del movimiento e interacciones, aplicando herramientas teórico-prácticas propias de la física.

        III.        ASPECTOS TEÓRICOS 

ENERGIA CINETICA  [pic 2]

Figura 1. ​www.canaldeciencias.com  

La Energía Cinética es aquella que tienen los cuerpos en movimiento, por el mero hecho de tener una velocidad: cuanto más rápido se muevan, más energía poseen. Se expresa con la siguiente fórmula:

...