Física II .INERCIA ROTACIONAL DE UNA MASA PUNTUAL.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA

   Casa abierta al tiempo…

 A z c a p o t z a l c o          

LABORATORIO DEL CUERPO RÍGIDO Y OSCILACIONES

PROFR. ANATOLIO MARTÍNEZ

“REPORTE FINAL”

EQUIPO # 4

• Aldama de Jesús, Heidi

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MÉXICO, D.F. A 30 DE NOVIEMBRE DEL 2015

PRACTICA #1: INERCIA ROTACIONAL DE UNA MASA PUNTUAL.

Fecha de realización: 07 de octubre del 2015

Para hallar la inercia rotacional experimentalmente, aplicamos una torca a un objeto y medimos la aceleración angular resultante

Donde  es la aceleración angular que corresponde ha  y  es el torque debido al peso de la masa que tira del hilo,   donde r es el radio de la polea donde esta enrollado el hilo y donde actúa la tensión del hilo.[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Objetivos

• Hallar la inercia rotacional de una masa puntual de forma experimental y verificar que este valor corresponde al valor calculado teóricamente.

La inercia rotacional I, de una masa puntual viene dada por la expresión

Donde M es la masa y R la distancia de la masa al eje de rotación. Aplicando la segunda ley de Newton a la masa que cuelga, m, tenemos que:

Para la tensión del hilo obtenemos que  . Una vez que la aceleración lineal de la masa m ha sido determinada, obtenemos el torque y la aceleración angular para calcular la inercia rotacional.[pic 10]

Equipo y material necesario

• Interface Pasco
• Software DataStudio
• Clips para papel
• Balanza digital
• Balanza mecánica
• Juego de masas
• Plataforma de rotación ME-8951, incluye base en forma de “A”, bastón metálico con polea, barra con polea, barra de aluminio, masa cuadrada con tornillo y sensor fotoeléctrico.
• Calibrador
• Nivel de burbuja

El arreglo inicial consistió en:

1. Nivelar la plataforma de rotación.
2. Sujetar la masa puntual a la barra de aluminio. Eligiendo la distancia del eje de rotación.
3. Conectar interface.
4. Enrollar el hilo al carrete medio de la polea.

Para determinar la masa para compensar la fricción:

1. Se seleccionó  masa inicial que iría en el extremo del hilo.
2. Pesamos y colocamos la masa.
3. Un compañero da inicio al experimento en el software y con una señal para soltar la masa.
4. Se observó el comportamiento de la gráfica mostrada por el software y se tomó una decisión.
5. Los pasos 4 a 8 se repiten hasta obtener la gráfica de una constante o una similar.

Para el cálculo teórico y experimental:

1. Registramos las masas de compensación de ambos sistemas.
2. Se midió también el diámetro del carrete.
3. Obtuvimos la masa exacta del objeto puntual.
4. Se colocaron la masa de compensación y la masa para acelerar el sistema, y se registraron en la tabla 1.

Tabla 1: Registro de datos.

1. Utilizamos el software para saber el comportamiento de la velocidad mediante la gráfica que nos presentaba.
2. Medimos con el calibrador el diámetro del carrete y calculamos el radio.
3. Se repitieron los pasos 1 al 4, para saber la aceleración de la barra de aluminio sola.

Observaciones

• La nivelación de la plataforma no es la ideal, movimos el equipo a varias partes de la mesa de trabajo número 4 y no logramos que se ajustara.
• El porcentaje de error o diferencia, varia un 2.03%, por lo tanto el valor de la inercia rotacional obtenido de manera experimental es aceptable.

Análisis numérico

Considerando la formula (numero), tendríamos lo siguiente para el cálculo:

1. De la combinación barra-masa puntual.

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1. De la barra de aluminio.

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1. De la masa puntual (valor experimental).

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1. De la masa puntual (valor teórico).

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Se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 2: Cálculo de la inercia rotacional

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