Práctica laboratorio fisica. Fuerza centrífuga

     INGENIERÍA AEROESPACIAL [pic 1]

EN VEHÍCULOS AEROESPACIALES

CAPÍTULO 7:

FUERZA CENTRÍFUGA

Física Aplicada a la Ingeniería Aeroespacial

JUAN NAVARRO FERNÁNDEZ

ÍNDICE:

1. Resumen………………………………………………………………………………………3

1. Introducción…………………………………………………………………………………3

1. Métodos y materiales…………………………………………………………………..4

1. Resultados……………………………………………………………………………………5

1. Discusión……………………………………………………………………………………..

1. Apéndices y Bibliografía………...

1. RESUMEN

Mediante la realización de esta práctica hallaremos la fuerza centrífuga obtenida mediante un movimiento de rotación respecto a un plano, calculando dicha fuerza con un dinamómetro de 2N.

Comprobaremos la relación teórica de la fuerza respecto a la masa del cuerpo y la velocidad angular. (radio constante)

1. INTRODUCCIÓN

               V es la velocidad del cuerpo y r el radio de curvatura.

Por la segunda ley de Newton sabemos que el producto de la masa m por la aceleración normal an es igual a las fuerzas F que actúan sobre un móvil que describe un movimiento circular uniforme.

F=m an

Desde un sistema de referencia inercial, el móvil describe un movimiento circular uniforme. Cambia la dirección de la velocidad, pero su modulo es constante.

La velocidad angular viene dada por la expresión w=v/r la cual relaciona la velocidad angular y la velocidad lineal y por tanto la fuerza necesaria para producir la aceleración normal es:

F=m[pic 4][pic 3]

[pic 5]

Para el observador del sistema de referencia no inercial su plataforma está en reposo por lo que debe existir una fuerza centrífuga que contrarreste la tensión de la cuerda, por tanto, la fuerza centrífuga será:

FC= m[pic 6]

1. MÉTODOS Y MATERIALES

[pic 7]

[pic 8]

                                                                     FIGURA 1: Esquema del montaje[pic 9]

1. Dispositivo rotatorio.

2. Carrito.

3. Motor.

4. Correa de transmisión.

5. Hilo.

6. Dinamómetro, 2 N.

En esta práctica, la primera parte estará constituida por un carrito de masa m, donde m tendrá una variación por incrementos de 10 progresivamente entre 50 y 110g mediante 7 medidas. El radio permanece constante (0,2m) al igual que la velocidad angular.

En la segunda parte m y r serán constantes mientras que la velocidad angular w incrementara progresivamente para cada nueva medida de las 7.

En primer lugar, atamos un hilo al extremo del carrito, pasando por el ojo del aparato centrífugo y por debajo de la polea y unimos el otro extremo con el dinamómetro (comprobando que el hilo no se suelta de la polea).

A continuación, mediante un motor iniciamos la rotación del aparato centrifugo donde la velocidad angular será constante y la masa del carrito se incrementará en la primera parte del experimento, mientras que en la segunda parte la variación de la velocidad angular se incrementará y la masa será constante.

El extremo del dispositivo rotatorio pasará por la barrera fotoeléctrica la cual se encargará de medir los periodos.

(Es importante tener en cuenta que, al variar la velocidad angular o la masa del móvil, el radio también va a variar, como queremos mantener constante el radio debemos mover el muelle unido al dinamómetro enrollando el hilo sobre el eje del carrito al que se encuentra atado y ajustando así su distancia para mantener constante el radio).

1. RESULTADOS

(1ª PARTE)

4.1

TABLA1: Medida de la fuerza del carrito respecto a un incremento del valor de la masa y un radio de curvatura constante.

[pic 10]

Introducimos los datos de la fuerza y la masa obtenidos en la tabla 1 y creamos la gráfica, a partir de la cual se muestra el ajuste por mínimos cuadrados a un conjunto de puntos, es decir, la recta de tendencia (en rojo), que viene a ser la recta que más cerca pasa del conjunto de puntos a la vez. Este software de estadística nos permite obtener los siguientes parámetros mediante sus respectivas expresiones.

...