Energía cinética - actividad

6.- Desarrollo de la actividad experimental.

 Durante la actividad experimental de energía potencial se nos presentan dos casos donde deberemos de calcular su energía cinética rotacional (E.C.R.), el primer caso corresponde al de un rin de bicicleta y el segundo caso corresponde a un conjunto de masas rotacionales.

1.- Dicho esto comenzaremos con el primer caso ose ase el rin de bicicleta, por lo tanto para conocer su energía cinética rotacional (E.C.R.) expresaremos su momento de inercia y su velocidad angular con la siguiente formula , pero para poder desarrollar esta fórmula requerimos de conocer su inercia (I) y su potencia (w). Para conocer su inercia consultamos la página 230 del libro Física, Conceptos y Aplicaciones y asociamos la rueda de bicicleta con el inciso c) de la figura 11.7 correspondiente al disco sólido la cual nos dice que su inercia es igual a   dicho esto ya conocemos la fórmula para calcular la inercia, y se nos proporcionó los datos sobre la masa (m) y radio (R) del rin de bicicleta, la masa es igual a 2.5 kg y el radio 30 cm, mas sin embargo para poder aplicar estos datos deberemos convertir los cm a metros.[pic 1][pic 2]

Mas sin embargo seguimos sin conocer una de las variantes que es su potencia (w) la cual para poder calcular deberemos aplicar la formula , lo cual nos genera otra variable que es el período (f) el cual para poder calcular se le tiene que aplicar la siguiente fórmula  . Para poder calcular el tiempo (t) se aplica la siguiente fórmula   y para poder calcular esto realizamos lo siguiente. Con cronómetro en mano y el rin de bicicleta marcado en uno de sus lados contamos un total de seis vueltas las cuales se dieron en 7.68 segundos (t), una vez hecho esto se aplican los cálculos correspondientes.[pic 3][pic 4][pic 5]

Al final se procede a calcular su cantidad de movimiento angular con la fórmula [pic 6]

 Las conversiones y cálculos sobre las fórmulas se pueden consultar en el siguiente apartado (número 7)

2.- En el siguiente caso el cual corresponde al conjunto de masas rotacionales se aplicara una fórmula diferente para calcular su energía cinética rotacional (E.C.R.) por lo tanto se deberá calcular primero su inercia (I), esto es debido a que cuenta con dos masas diferentes (cuatro en total) y dos radios diferentes (cuatro en total) por lo tanto se aplicara la siguiente fórmula  así sucesivamente dependiendo del número de masas y radios que tenga el cuerpo, se conoce las cuatro masas y los cuatro radios, mas sin embargo el peso de las cuatro masas esta en gramos el cual es m1=200g, m2= 100g, m3= 200g y m4=100g, estas masas serán convertidas a kilogramos para poder aplicarlas en la fórmula, al igual que las masas los radios también deberán de ser convertidos ya que se encuentran en centímetros, el r1=11.5cm, r2= 4.7cm, r3=11.5cm y el r4=4.7cm. Una vez echa esta conversión se procede a calcular su potencia (w) la cual para poder calcular deberemos aplicar la formula , pero al no conocer su período (f) se aplicara la fórmula  que al igual que en el caso del rin de bicicleta se requeriría de conocer el tiempo con la fórmula  y también nos basamos en un total de 6 vueltas y con el cronómetro supimos que se realizaban en un tiempo de 5.03 segundos.[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

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