PRACTICA“TORCA Y ACELERACIÓN ANGULAR”

UNIVERSIDAD  SAN CARLOS DE GUATEMALA        

CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE        

DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

GRUPO NO. 6

FISICA 1

[pic 1]

PRACTICA“TORCA Y ACELERACIÓN ANGULAR”

POR

                201930697                SANCHEZ SANTOS, LUIS

                201930693                HERNANDEZ SAPÓN, LEVÍ

        201930069        BENITEZ RODRIGUEZ, JUAN

                201933058                RAMIREZ CALDERON, EVERTH

        201930139        LEÓN MONZON, DULCE

                201930967        MIRANDA SANTOS, WILLIAM

Sumario

Se realizó un experimento para hallar las diferentes cantidades que resultaban de las diversas características de los cuerpos, como la masa, sometidas a situaciones similares que permiten el movimiento de caída y rotación de las masas y la polea, respectivamente, siendo esas las fuerzas y el momentos de torsión de cierto objeto que posee masa constante, para el caso de la polea el factor que influye en la cantidad de resistencia hacia el movimiento circular es el momento de inercia, el cual puede ser hallado por medio de relación entre la masa y el radio elevado al cuadrado, lo cual depende también de la forma que el cuerpo posea, en este caso un cilindro sólido; con esto era posible hallar las diferentes aceleraciones implicadas en ambos movimientos, siendo la aceleración angular la correspondiente a la rotación y la aceleración tangencial a la de traslación.

Para realizar dicha verificación se inició definiendo los cuerpos a utilizar, calculando la masa de cada objeto, seguidamente se tomó la medida de la altura, la cual era constante para cada una de las masas utilizadas,  que iniciaba desde donde terminaba la masa del objeto en suspensión, hasta el suelo, todo esto mientras la masa estaba sujeta a una cuerda, la cual estaba atada a un artefacto que fungía como polea; donde se enrollaba la cuerda, a manera que el peso del objeto fuera el responsable que el mismo se dirigiera al suelo luego de haberle permitido al sistema pasarse a un estado de movimiento; mientras este proceso se realizaba, se iban tomando tiempos en el instante en el que el cuerpo caía hasta el final de la altura, para crear un tiempo promedio el cual utilizaríamos para hallar la aceleración tangencial, la aceleración angular, la fuerza, la torca y al final  el momento de inercia de la polea y de esta manera hallar la relación que se demuestra entre el movimiento circular  y lineal por medio de las diferentes ecuaciones de cinemática y dinámica.

Al realizar esta práctica se utilizó primeramente cuatro diferentes sujetos experimentales, siendo estos, un desodorante, un cubo Rubik, un gel de manos y una billetera; para hallar el valor de cada masa se utilizó una balanza digital con precisión de cuatro decimales, la cual permitía medir la masa de cada objeto por separado y así llevar un registro de las cantidades pertenecientes a cada uno de ellos, posteriormente se utilizó de manera individual cada masa para atarlas por medio de una cuerda de cáñamo a base de plástico, lo cual permitiría el mínimo deslizamiento entre el cuerpo y la polea; para que el objeto se mantuviera en reposo mientras el sistema no fuera soltado se procuró atarlo cerca de su centro de masa;  hasta enrollarlo al dispositivo que imitaba la función de una polea,;  ya que poseía una cierta abertura dentro del cilindro sólido, fabricado de madera, mientras se realizaba este proceso se iban tomando tiempos por medio de cronómetros incluidos en teléfonos celulares, para luego escribir nuestros tiempos en una libreta que posteriormente serían utilizados para calcular el tiempo promedio.

Con los datos obtenido se puede comprobar que la inercia de la polea, quien en este caso por medio de su rotación permite la traslación del cuerpo unido a ella mediante la cuerda, se mantiene constante, sin tomar en cuenta factores externos que podrían afectar al caso ideal, en base a ello, se deduce que los cambios en las diferentes torcas, fuerzas y masas son las que provocan los cambios visualizados en los resultados de las aceleraciones angulares y tangenciales, lo cual afectaría de forma indirecta al momento de inercia debido a la relación íntima entre ellos. Sin embargo al realizar la prueba experimental se obtuvieron datos variados, esto debido a que en nuestro entorno las condiciones no son del todo ideales, por lo cual en estas situaciones resulta difícil mantener los resultados esperados, mas no una aproximación a ellos si se realizan con el debido cuidado.

MARCO TEÓRICO

Partícula bajo aceleración constante:

Serway, en su libro Física para ciencias e ingeniería en la página 36, describe el análisis de una partícula bajo aceleración constante como: “Un tipo común y simple de movimiento unidimensional es aquel en el que la aceleración es constante. En tal caso, la aceleración promedio ax,prom en cualquier intervalo de tiempo es numéricamente igual a la aceleración instantánea ax en cualquier instante dentro del intervalo , y la velocidad cambia con la misma proporción a lo largo del movimiento”.

vf = vo + at   (para aceleración constante)

Cantidades angulares y traslacionales:

La componente tangencial de la aceleración traslacional de un punto sobre un objeto rígido en rotación es igual a la distancia perpendicular del punto desde el eje de rotación multiplicada por la aceleración angular. (Serway. R., 2006, página 298).

at = r*α

Segunda ley de Newton:

La segunda ley de Newton responde la pregunta de qué le ocurre a un objeto que tiene una o más fuerzas que actúan sobre él. En general, se concluye que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él: F ∝ a. La magnitud de la aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa: | a | ∝ 1/m . Cuando se ve desde un marco de referencia inercial, la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. (Resnik. R., 2002, Página 47).

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