Palabras Claves: Plano inclinado, momento de inercia, energía rotacional, torque, velocidad angular.

MOMENTO DE INERCIA EN PLANO INCLINADO

D.Gomez Daza1, P.Cubides Segura2, S.Monroy3, L.Peña Diaz4

12193723 Ingeniería civil.

22193731 Ingeniería civil.

32196674 Ingeniería civil.

42183550 Ingeniería civil.

Resumen

En esta práctica de laboratorio se desarrolló un montaje para determinar la inercia de 6 diferentes sólidos (cilindro dorado, cilindro plateado, cilindro cobre, pimpón, esfera acero, esfera madera), el cual rotaba y se trasladaba sobre un plano inclinado. Se tomaron los datos de las masas  cilíndricas y esféricas, las cuales están compuestas de diferentes materiales. Para el desarrollo de esta práctica se tomaron tres diferentes alturas y el ángulo del plano inclinado en el cual se  utilizaron dos diferentes ángulos, de estos lanzamientos se tomó el tiempo que tarda en recorrer la distancia seleccionada. Teniendo en cuenta que por cada altura se tomaron tres tiempos por cada objeto.

Por último se realizaron los respectivos cálculos para encontrar los momentos de inercia de los sólidos y las gráficas de posición en función del tiempo por cada masa, también se halló  la velocidad angular, energía rotacional, el torque, la potencia y el trabajo realizado.

Palabras Claves: Plano inclinado, momento de inercia, energía rotacional, torque, velocidad angular.

Abstract

In this laboratory practice a montage was developed to determine the inertia of 6 different solids (gold cylinder, silver cylinder, copper cylinder, pimpón, steel sphere, wood sphere), which rotated and moved on an inclined plane. Data were taken from the cylindrical and spherical masses, which are composed of different materials. For the development of this practice three different heights were taken and the angle of the inclined plane in which two different angles were used, of these shoots took the time that it takes to cross the selected distance. Taking into account that for each height three times were taken for each object.

Finally the respective calculations were made to find the moments of inertia of the solids and the graphs of position as a function of time for each mass, also found the angular velocity, rotational energy, torque, power and work done.

Keywords: Inclined plane, moment of inertia, rotational energy, torque, angular velocity.

1. Introducción.

El objetivo de este trabajo experimental de física, es ampliar nuestro conocimiento a través de un ejemplo práctico, respecto a la teoría de momento de inercia.

Con la práctica realizada en el laboratorio, pretendemos verificar el momento de inercia, por cada uno de los sólidos, teniendo en cuenta del radio de giro de los objetos ya mencionados, de una esfera y cilindro lanzada varias veces a una velocidad inicial igual a cero, adicionalmente  encontrar la velocidad angular, la energía rotacional y torque teniendo en cuenta los sólidos.

A través de la experiencia ejecutada en el laboratorio, las formulas realizadas y soportadas en gráficas, nos permite obtener un mayor conocimiento respecto al momento de inercia.

1. Marco teórico.

1. Materiales.

• Plano inclinado.
• Sistemas de masas con diferentes materiales.
• Regla.
• Cronometro.
• Pie de rey.

1. Resultados.

• Tome los datos de las masas  cilíndricas y esféricas, las cuales están compuestas de diferentes materiales, no olvide que es pertinente su respectiva incertidumbre  

• (m=   ,           ).[pic 2]

Tabla 1: Peso de cada masa con su respectiva incertidumbre.

Tabla 2: Radio de cada masa con su respectiva incertidumbre.

• Encuentre los momentos de inercia de los seis sólidos, de manera teórica (definición por integrales) y con los datos experimentales de la masa y los radios de los sólidos.

Cilindros

Se utiliza la siguiente integral para hallar los momentos de inercia de los 3 cilindros.

[pic 15]

Ic de CD

½(142.5204*9.465^2)

= 6383.9323

Ic de CP

½(45.7111*9.505^2)

=2064.8852

Ic de CC

½(151.3262*9.485^2)

=6807.0478

Esferas

Se utiliza la siguiente integral para hallar los momentos de inercia de las esferas.

[pic 16]

Ic de PP

2/5(3.3818*18.82^2)

=479.1231

Ic de B

2/5(23.8316*16.905^2)

=2724.2285

Ic de M

2/5(9.5381*8.99^2)

=308.3480

• Registre los tiempos y las masas en la siguiente tabla, para tres distancias diferentes.

[pic 17]

[pic 18]

Ilustración 1: Montaje plano inclinado 19 grados.

Distancia 1: 90cm

Distancia 2: 70cm

Distancia 3: 50cmm

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