Laboratorio de FIS - 100

Rotación de una partícula y un cuerpo rígido

Prueba Nº 1. Movimiento rotacional uniforme

1. Fundamentación teórica ………

En física, el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.

Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.

Velocidad tangencial

La velocidad se obtiene a partir del vector de posición mediante derivación:

en donde se ve la relación entre la velocidad angular y la velocidad tangencial

El vector velocidad es tangente a la trayectoria, lo que puede comprobarse fácilmente efectuando el producto escalar y comprobando que es nulo.

Aceleración

La aceleración se obtiene a partir del vector velocidad con la derivación:

de modo que

Así pues, el vector aceleración tiene dirección opuesta al vector de posición, normal a la trayectoria y apuntando siempre hacia el centro de la trayectoria circular. por lo que acostumbramos a referirnos a ella como aceleración normal o centrípeta.

El módulo de la aceleración es el cuadrado de la velocidad angular por el radio de giro, aunque lo podemos expresar también en función de la celeridad de la partícula, ya que, en virtud de la relación , resulta

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……………………………………………………………. 2. Objetivos

Objetivo general.- Objetivo general.-

Aplicar correctamente las ecuaciones del movimiento uniforme y las analogías entre el movimiento Aplicar correctamente las ecuaciones del movimiento uniforme y las analogías entre el movimiento rotacional uniforme.rotacional uniforme.

Demostrar que este sistema de poleas está regido por el movimiento rotacional uniforme. Demostrar que este sistema de poleas está regido por el movimiento rotacional uniforme.

3. Cálculos3. Cálculos

4.2 Tabulación de Datos y Resultados experimentales y analíticos

Tabla No 4.1 Tabulación de datos experimentales

rm

( cm)

r1

( cm)

r2

( cm)

r3

( cm)

r4

(cm )

r5 (

cm)

1.8 0.7 0.5 0.6 0.3 1.1

Θm

(rev )

tm

(seg )

ωm

(rev/seg )

2α 60 3.76

Tabla No 4.5 Tabulación de datos experimentales y analíticos

VELOCIDAD ANGULAR ε e%

Ω5 exp. = 6.111( rev/seg ) 2.411 66.51

Ω5 anal. = 3.67 (rev/seg )

Nota.- Se añade en la parte de atrás de la presente práctica la hoja de cálculos analíticos.

6. Interpretación.

Mediante la presente práctica se estudio el movimiento rotacional uniformemente acelerado del giroscopio que nos permite conocer si la aceleración angular es constante o no con los cálculos experimentales y analíticos.

7. Conclusiones.

Se concluye diciendo que los resultados tabulados nos demuestra que nuestro error es grande ya que no utilizamos los instrumentos correctos como ser el fotogate lo que ocasiono que los resultados experimentales fueran de un error muy grande, otro factor que también determino el error fue que el voltaje utilizado no fue el correcto , ocasionando un error mayor al 5%.

A pesar de eso se pudo observar que las formulas físicas que se usaron son útiles para realizar cálculos referentes a este tipo de problemas de poleas y engranajes.