Fuerza Centrípeta de una Esfera de Tecnopor

UNIVERSIDAD TÉCNOLÓGICA DEL PERÚ[pic 1][pic 2]

“Año de la unidad, la paz y el desarrollo”

Escuela Profesional de Ingeniería

CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA I

“Fuerza Centrípeta de una Esfera de Tecnopor”

Autor(es):

Anton Chevez, Darwin Joel

Celi Chunga, Diego Fabian

García Lopez, Max Alessandro

Gutiérrez Arrunátegui, Gabriel Alexander

Purizaca Ypanaque, Jesús Gabriel

Silva Iman, Greysi Jerith

Docente:

Arrunategui Yamo, Marcela

Piura, Perú

2023

FUERZA CENTRÍPETA DE UNA ESFERA DE TECNOPOR

ÍNDICE

RESUMEN.......................................................................................................................5

ABSTRACT.....................................................................................................................6

INTRODUCCIÓN...........................................................................................................7

I. MARCO TEÓRICO.....................................................................................................8

1. Movimiento Circular Uniforme........................................................................8
2. Periodo................................................................................................................8
3. Velocidad lineal o tangencial.............................................................................8
4. Aceleración radial..............................................................................................9
5. Fuerza Centrípeta..............................................................................................9

II. MARCO EXPERIMENTAL...................................................................................11

1. Pregunta de investigación................................................................................11
2. Hipótesis...........................................................................................................11
3. Variables experimentales................................................................................11
4. Materiales e instrumentos...............................................................................11
5. Diseño de experimentación.............................................................................12
6.  Procedimiento.................................................................................................12

III. OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS..............................................................13

3.1. Registro de datos brutos..................................................................................13

3.2. Registro de datos procesados y análisis de gráficos.......................................14

IV. CASO REAL: Aplicación al diseño de curvas de carreteras...............................20

V. RESULTADOS Y CONCLUSIONES.....................................................................24

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................25

VII. ANEXOS.................................................................................................................26

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Resultados de Radio vs Tiempo.........................................................................13

Tabla 2: Teoría de Errores Radio vs Tiempo..................................................................13

Tabla 3: Resultados de Radio vs Tiempo Promedio.......................................................14

Tabla 4: Resultados de Radio vs Periodo........................................................................15

Tabla 5: Resultados de Radio vs Velocidad lineal.........................................................16

Tabla 6: Resultados de Radio vs Aceleración radial......................................................17

Tabla 7: Resultados de Radio vs Fuerza centrípeta.......................................................18

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Radio vs Tiempo Promedio............................................................................15

Gráfico 2: Radio vs Periodo............................................................................................16

Gráfico 3: Radio vs Velocidad lineal..............................................................................17

Gráfico 4: Radio vs Aceleración radial...........................................................................18

Gráfico 5: Radio vs Fuerza centrípeta............................................................................19

RESUMEN

El presente trabajo expone un modelo experimental para estudiar la relación entre la fuerza centrípeta y el radio de giro de un objeto. Mediante una esfera de tecnopor sujeta a un pivote representando la fuerza centrípeta, se realizan mediciones controladas variando el radio en 5 valores entre 0.16 m y 0.32 m. Los resultados evidencian una relación lineal directamente proporcional entre ambas variables, con un coeficiente de determinación de 0.99, confirmando la dependencia predicha por la teoría de la dinámica rotacional. Se cuantifican y analizan los errores experimentales, atribuidos principalmente al empleo de instrumentos no especializados, proponiendo el uso de equipos de mayor precisión y un número elevado de repeticiones para mejorar la exactitud. El experimento valida los conceptos de fuerza centrípeta, velocidad angular y tangencial, aceleración radial, y muestra su aplicación en el diseño de curvas viales. Constituye una valiosa estrategia de enseñanza-aprendizaje activo de la física, reforzando la comprensión de la mecánica rotacional mediante la contrastación empírica de las bases teóricas.

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