Laboratorio Fuerza Centrífuga

1. Tema:

“FUERZA CENTRÍFUGA”

2. Marco teórico:

La aplicación de la fuerza centrífuga tiene gran importancia en el campo de la mecánica. Sus efectos pueden ser útiles en algunas aplicaciones como: embragues centrífugos, interruptores de velocidad en motores eléctricos, reguladores de velocidad, máquinas clasificadoras, bombas centrifugas, etc., Pero también puede ser la causa de severas vibraciones o destrucción de equipos sobrerevolucionados.

La presente práctica tiene por objetivo estudiar la relación de los parámetros que forman parte de la fuerza centrífuga como son: la masa de un cuerpo rotativo, la distancia desde el eje de rotación y su velocidad angular.

La figura 1 muestra un esquema del equipo TecQuipment TM105 donde puede apreciarse dos brazos contrabalanceados que pivotan en una corredera deslizables, que pueden fijarse en varios puntos a lo largo del elemento rotativo.

Cuando la unidad gira las masas superiores tienden a moverse hacia fuera bajo la acción de la fuerza centrífuga.

La fuerza gravitacional restringe cualquier movimiento de los brazos hasta que la fuerza centrífuga equilibre esta fuerza gravitatoria. En este punto las masas superiores se moverán hacia afuera.

Tomando momentos en el punto de pivote en la condición de equilibrio obtenemos:

M_a*ω^2*r*(40mm)=M_b*g*(40mm)

F_centrífuga=M_a*ω^2*r=M_b*g

De esta manera la fuerza centrifuga en la condición de equilibrio es igual al peso de la masa inferior Mb. La velocidad angular puede ser determinada midiendo la velocidad de rotación cuando las masas superiores se mueven hacia afuera, entonces la fuerza centrifuga teórica puede ser calculada y comparada con el valor medido Mb*g.

3. Equipo

Aparato experimental TECQUIPMENT TM105

Transformador / Rectificador de 12V E66

Modulo de control de velocidad simple E90

Tacómetro electrónico E64

Flexómetro

4. Procedimiento

3.1.- Sacar los pasadores de las abrazaderas deslizantes y regularlas de manera que ambas se encuentren a la misma distancia del centro. Anotar la distancia desde el eje hasta los pivotes del brazo.

3.2.- Colocar un total de 200 g en el brazo horizontal Mb.

3.3.- Colocar una masa Ma, que pude ser de 25g.

3.4.- Aumentar la velocidad con el control, a cierta velocidad la fuerza centrifuga hará que los brazos giren hacia fuera con un audible "click". Anotar la velocidad en que ocurre esto, disminuir lentamente la velocidad y verificar.

3.5.- Reducir 25g en los brazos horizontales Mb y repetir la prueba hasta que solo queden 25g .

3.6.- Para verificar el efecto del radio sacar los pines y mover las abrazaderas a otra posición

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