PRÁCTICA 5 “Movimiento circular uniforme”

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA

LABORATORIO DE MECÁNICA CLÁSICA

PRÁCTICA 5

“Movimiento circular uniforme”

PROFESOR: Gpe. Monserrat Torres Quiroz

                                        Claudia Flores Castillo

GRUPO: 1IV6                SECCION:        B        EQUIPO: 5

NOMBRE DE LOS INTEGRANTES DEL EQUIPO

Edwin Estrella Ortega

FECHA DE ENTREGA:

02/10/2017

Índice

I. Objetivo General        3

II.  Objetivos específicos        3

III. INTRODUCCIÓN TEÓRICA        3

IV. DIAGRAMA DE BLOQUES        5

IX. OBSERVACIONES        10

V. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO        5

VI. DESARROLLO EXPERIMENTAL        6

VII. CALCULOS TEÓRICOS Y PRÁCTICOS        7

VIII. TABLA DE RESULTADOS CON LOS PORCENTAJES DE ERROR        9

X. CONCLUSIONES        10

I. Objetivo General: El alumno será capaz de analizar e identificar experimentalmente los elementos que intervienen en el movimiento circular uniforme, así como el aplicar los conceptos para calcular la velocidad angular y la velocidad lineal en un disco.

Objetivo (Competencia): Esta competencia pretende desarrollar el pensamiento científico en los alumnos, a través de la observación, la experimentación, el análisis y la argumentación, promoviendo el uso de las habilidades necesarias para llevar acabo la aplicación de los conocimientos, adquiridos teórica y experimentalmente.

II.  Objetivos específicos:

1. Identificar los parámetros involucrados en el movimiento circular uniforme.

2. Comprobar experimentalmente que la velocidad angular es constante en un movimiento circular uniforme.  

3. Analizar e interpretar la presencia de la aceleración tangencial y normal en un movimiento circular uniforme.  

4. Identificar la diferencia entre velocidad angular y velocidad lineal presente en un movimiento circular uniforme.

5. Medir los tiempos que se producen en un disco a diferentes desplazamientos con la ayuda de un sistema cronométrico digital.

6. Desarrollar habilidades prácticas para el manejo del material y equipo en un movimiento circular uniforme.

III. INTRODUCCIÓN TEÓRICA 

El movimiento circular es un movimiento en el que la trayectoria es un círculo. Una de las clasificaciones del movimiento circular es el uniforme que se define como un movimiento curvilíneo en el cual viajan distancias iguales o arcos de circunferencia iguales en tiempos iguales. Es el único movimiento que, aunque la velocidad permanece constante durante su trayectoria, existe una aceleración. Lo anterior es debido a que la velocidad es una cantidad vectorial y la aceleración puede ocurrir a causa de dos situaciones:

a) Por un cambio en la magnitud de la velocidad.

b) Por un cambio en la dirección de la velocidad.

Esta última ocurre en el movimiento circular. El vector velocidad siempre es tangente a la trayectoria del objeto y perpendicular al radio de la trayectoria circular. Por lo tanto, un objeto que tiene un movimiento circular uniforme está acelerado. Además, este movimiento, tiene dos tipos de velocidades:

• La velocidad descrita por la trayectoria.

• La velocidad por el desplazamiento angular que realiza el cuerpo.

Velocidad lineal V: la velocidad lineal es tangente al círculo y perpendicular al radio, la rapidez se da en m/s. Si el radio es constante, la velocidad lineal matemáticamente se expresa por la ecuación 1.

                Ec. (1)[pic 3]

Velocidad Angular 𝜔: Es una cantidad vectorial cuya dirección es perpendicular al plano que contiene a los vectores r y la velocidad tangencial. Se define como el grado de cambio del desplazamiento angular (𝜃) con respecto al tiempo, ver ecuación 2.

        Ec. (2)[pic 4]

Se expresa en rad/s.

Algunos conceptos importantes que están involucrados en el movimiento circular se describen a continuación:

• Periodo T: es el tiempo que tarda el objeto que se mueve en dar una revolución completa T. Como la distancia recorrida en una revolución es 2𝜋𝑟, el periodo se da en unidades de segundos, matemáticamente se expresa por la ecuación 3.

                Ec. (3)[pic 5]

• Frecuencia f: es el número de revoluciones que efectúa el objeto por unidad de tiempo. La frecuencia es inversa del periodo, ver ecuación 4.

                Ec. (4)[pic 6]

Su unidad en el SI es el Hertz (Hz), que se define como un ciclo por segundo. Una segunda unidad, es las revoluciones por minuto (rpm); 60 𝑟𝑒𝑣/𝑚𝑖𝑛 = 1 𝐻𝑧

La relación entre la rapidez angular y la frecuencia se muestra en la ecuación 5.

        Ec. (5)[pic 7]

Para estudiar el movimiento circular se puede montar un disco graduado en un eje de rotación sobre el que gira libremente. Si el disco se gira mediante un impulso dado con la mano, se obtendrá un movimiento variado, en cambio sí es accionado por un motor de regulación, en consecuencia, el movimiento será uniforme.

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