Ingeniería Industrial Física II

Universidad Rafael Landívar [pic 1]

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Industrial

Física II

Sección 01

Ing. Luis Cerón

Practica de Laboratorio 1

Dinámica de la Rotación

María Andrea Cordón Fuentes  

Carné: 20710-12

Zacapa 06 de febrero de 2015

Resumen

El objetivo de la práctica de laboratorio es estudiar las características del movimiento rotacional, para ello el experimento consiste en el movimiento de un disco giratorio sobre un eje, este inicia su movimiento a partir de una masa colgante.

Al iniciar el movimiento es necesario establecer un punto de referencia, contar el número de revoluciones las cuales son del 1 a 5, determinando cinco tomas de tiempo para cada una y calculando las diferentes alturas hasta que la masa choque con el suelo.

Con los datos obtenidos en la práctica, se construirán gráficos una de posición angular  vrs tiempo  y otro de altura vrs tiempo con esos datos podremos determinar la aceleración tangencial, angular y el radio del tambor.

Fundamentos teóricos

CINEMÁTICA Y DINÁMICA DE ROTACIÓN

[pic 2]

1. Movimiento de rotación- Un cuerpo rígido se mueve en rotación pura si cada punto del cuerpo se mueve en trayectoria circular. Los centros de estos círculos deben estar sobre una línea recta común llamada eje de rotación (eje z de la figura).

2. Variables de rotación- El ángulo  es la posición angular de la línea de referencia AP, y normalmente se mide en radianes. Convencionalmente se adopta como sentido positivo de rotación el contrario a las agujas del reloj.

Por definición está dado en radianes por la relación: [pic 3] siendo s la longitud del arco. [pic 4]

Se define la velocidad angular media como [pic 5]       

La velocidad angular  como [pic 6] 

Similarmente se define la aceleración angular media [pic 7] 

Y la aceleración angular    [pic 8]

Para un cuerpo rígido tanto  como  son únicos (valen lo mismo para cada punto).

3. Rotación con aceleración angular constante- Si la aceleración es constante, se verifican una serie de relaciones de la cinemática rotacional similares a la cinemática de traslación.

4. Cantidades de rotación como vectores- Así como el desplazamiento lineal, la velocidad y la aceleración son vectores, las magnitudes angulares correspondientes, también pueden representarse vectorialmente.[pic 20]

Estas magnitudes se representan como vectores perpendiculares al plano de rotación, y cuyo sentido está dado por la regla de la mano derecha.

5. Relaciones entre las variables lineales y angulares-   distancia recorrida       [pic 21][pic 22]

Diferenciando respecto al tiempo: [pic 23]     [pic 24]

Aceleración tangencial         [pic 25]

Aceleración radial (centrípeta)  [pic 26]

Diseño experimental

MATERIALES Y EQUIPO:

• 3‘’ MasKing Tape
• 1.50m de Hilo
• Juego de discos giratorios con su eje
• Un cronometro
• Un soporte universal
• Una regla de madera de un metro
• Tres masas de 10g y gancho de 50g
• Una nuez doble
• Un sargento
• Pie de rey

Desarrollo

Armar el equipo tal como se muestra en la figura, enrollando el cáñamo en el disco más pequeño, colocando en el extremo del mismo, el gancho y las masas,

Colocar una marca de referencia en el disco, y así medir la posición angular en él, para medir las 5 revoluciones con sus respectivas posiciones.

Libere el sistema desde el reposo, y mida el tiempo que tarda en completar una revolución, realice esta medición cinco veces.

Repetir el paso anterior para 2 revoluciones, 3 revoluciones, etc. Hasta completar cinco vueltas

Con la ayuda de los materiales el ensamblaje del experimento, se realiza de la siguiente manera:

[pic 27]

Datos obtenidos

Tabla 1.

Tabla 2.

Diámetro = 0.38±0.05 m.

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