PRCTICA N 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Movimiento Circular Acelerado DP 1/27 MENU Comandos de la Simulación Actividades Equipos a utilizar y sus figuras Fin de la Simulación Objetivos de la práctica Doc: F. C 1

PRÁCTICA E Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Movimiento Circular Acelerado DP 2/27 COMANDOS Regresar al inicio de la diapositiva Ejemplo EJEMPLO REGRESAR Avanzar a la siguiente diapositiva Consulta AVANZAR CONSULTA M Tomar medidas Ir a Menú general MEDIDAS M I Seguir dentro de la misma diapositiva Menú Interno SEGUIR Doc: F. C REGRESAR AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Movimiento Circular Acelerado DP 3/27 Bienvenidos a la práctica Nº 4, por favor mantener el uso adecuado de los comandos de la práctica. En caso de perder la secuencia, ir al menú principal. Los objetivos de la practica Nº 4 son los siguientes: 1 -. La dependencia del desplazamiento angular como función del tiempo en el movimiento circular uniformemente acelerado. 2 -. La relación entre el torque aplicado por una fuerza que actúa sobre un cuerpo rígido y la aceleración angular que adquiere. SEGUIR 3 -. La relación entre el torque aplicado sobre un cuerpo rígido y el brazo de la fuerza activa o brazo de torque. 4 -. La relación entre el torque aplicado sobre un cuerpo rígido y su momento de inercia de rotación. 5 -. La influencia del momento de inercia sobre el sistema giratorio en las características cinemáticas y dinámicas M AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Movimiento Circular Acelerado DP 4/27 Menú Interno Actividad Nº 1 F= constante r= menor Precauciones Generales Actividad Nº 4 Disco y el Anillo Actividad Nº 2 F= constante M=Masas adicionales r= menor M Actividad Nº 5 Disco Horizontal y Vertical Actividad Nº 3 F= Varía r=constante Fin de la Simulación Actividad Nº 6 Disco Vertical , pero radio varìa Doc: F. C 4

PRÁCTICA Pesas, Son las masas, usadas para aumentar la Fuerza aplicada al sistema de rotación. Figura del Montaje Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Equipos de la Práctica DP 5/27 Sistema de Masas, La Masas se emplean para aumentar el peso del sistema de rotación. “Disco” y Aro”, se colocan sobre el sistema giratorio en la actividad Nº 4. Sistema Giratorio con Regleta, en el vamos a comprobar el Movimiento Circular acelerado. Figura del Montaje M AVANZAR

PRÁCTICA Sistema de rotación: es el mostrado en la figura, el cual se va a poner en movimiento, debido a la tensión que hay en el hilo, producto del peso del portapesa. Cuales son sus precauciones : 1 -. Que el portapesa no toque el piso antes que el sistema haya completado el número de vueltas, porque la tensión va a disminuir y el sistema se va desacelerar. Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 6/27 SEGUIR M I AVANZAR

PRÁCTICA Ellos poseen unos pequeños orificios parte superior Elen su. Sistema para sujetar el hilo, Giratorio, también tienen posee tres unas especies de canales radios ( todos internar, giran a la para vez, “pasar el hilo de un radio a porque, otro. representan Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 7/27 SEGUIR una sola pieza), SEGUIR M I La polea, posee en su base, un tornillo de “ajuste” el cual les va a permitir “subirla” o “bajarla”, para mantener el hilo paralelo al mesón. SEGUIR AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 8/27 Con una regla, mida la altura del hilo con respecto al mesón, lo mas cerca de los radios. Repita la operación pero ahora màs cerca de la polea, las alturas medidas SEGUIR deben ser las mismas. SEGUIR M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 9/27 En todas las experiencias, el sistema debe partir del reposo, por lo tanto ubique el orificio que activa a la fotocompuerta, justo antes de comenzar a girar, de esta forma puede considerar que wo= 0 rad/seg para to =0 seg. . SEGUIR M I Vista del sistema giratorio desde “arriba” AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 10/25 “Pese” la regleta del sistema giratorio. De igual forma con el “disco” del sistema. “aro” y el SEGUIR M I AVANZAR

PRÁCTICA El eje de rotación, posee en la parte superior, una zona plana, ahí es dónde se debe fijar: la regleta y el disco por medio de un tornillo, esto va evitar que el sistema “deslice” al rotar y que el tornillo “dañe” la superficie cilíndrica del eje de rotación cuando se ajusta. Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Precauciones Generales DP 11/27 SEGUIR M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 1 DP 12/27 Actividad Nº 1: Determinar la aceleración angular ( ) , el desplazamiento angular ( ) y del tiempo (t). Cuando se aplica una fuerza constante y el radio menor del sistema giratorio La Fuerza “F” = La masa del porta pesa (5 g)+ La (s) pesa (s) que le coloquen, todo esto por la gravedad (9, 8 m/s 2). r = radio menor del sistema giratorio. (recuerde medirlo con el Vernier al final de la práctica. M I CONSULTA AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Consulta DP 13/27 4 -. Aceleración 1 -. Rotación Angular 7 -. Aceleración Lineal Tangencial. 10 -. Torque. Es. Seundefine cambio como lalarazón orientación cambio espacial en el tiempo el cuerpo. de la Los velocidad distintos angular puntos de un del 14 -. Teorema deentrabajo y de energía cinética Se define como el producto vectorial entre la aceleración angular y el vector La habilidad desobre una fuerza para provocar rotación un de cuerpo rígido cuerpo punto que P perteneciente giran se mueven a un cuerpo en en arcos rígido de conuna círculos respecto alrededor a suaexterno eje derotación. una línea El trabajo neto un sistema rotación por un torque es igual a posición de un punto P del cuerpo rígido con respecto a su eje de rotación. respecto de un particular se de le rotación denominada α eje de rotación. la=∆W/∆t variación de laeje energía cinética WNtorque =∆K y viene dado por el a=αr producto vectorial entre la fuerza aplicada y el vector posición. Τ = rcon x F aceleración 5 -. Rotación 2 -. Desplazamiento Angular angular constante. 15 -. Potencia 8 -. Aceleraciòn Angular Lineal. 11 -. Momento de Inercia Se Cuando define un como cuerpo ellacambio rígido sufre de laque unposición movimiento angular de rotación en para el tiempo uniformemente de un un trabajo punto pen Se define como capacidad tiene una sistema realizar Se define como el producto vectorial entre la velocidad angular y la velocidad Es la medida de la oposición ofrece un. W sistema partículas oa cuerpo perteneciente acelerado (α a=un es cuerpo constante, rígido seque cumple está una distancia que de son R del análogas eje de rotación las dely un tiempo determinado; su ecuación esrelaciones P=t lineal. a =w x v rígido por para rotación a algún eje, constante) se designa Estas con la letra I. r eltener descrita movimiento ángulo de traslación “∆θ”. conrespecto aceleración lineal son las 3 -. Velocidad ecuaciones: Angular 16 -. Cantidad de movimiento angular 9 -. Dinámica Rotacional de rígidos. 2 cuerpos 2+2αθ 12 -. Relación entre el ywla angular Sew= define wcantidad como θ=de lawrazón t +torque ½αt de 2 los cambio = aceleración woen el desplazamiento angular La angular “L”tiempo esta definida por el producto de de su o+αt omovimiento Es la parte de la mecánica clásica que se encarga del estudio del movimiento La relación entre el torque y la aceleración angular es conocida como la un punto P perteneciente unvelocidad cuerpo rígido con“respecto a su ejede demovimiento rotación. sistema de inercia “I” yala angular w”, La cantidad rotacional de los cuerpos tomando en cuenta la causa que los produce. segunda ley de Newton para lapor rotación viene dada por 6 -. Velocidad Lineal angular se puede determinar medio yde: L=Iw Se define como el producto vectorial entre la velocidad angular y el vector 13. -. Energía cinética Rotacional posición de un punto P de cuerpo rígido con respecto a su eje de rotación La cinética esta dada por, donde I es el momento de inercia Suenergía magnitud vienerotacional dada por V = wr. del sistema que esta en rotación y w la velocidad angular SEGUIR M I SEGUIR AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 1 DP 14/27 En esta actividad Nº 1, El sistema de rotación debe activar la fotocompuerta para un tiempo “t=0 seg”, el sistema debe dar diez (10) vueltas, continuas, coloque el “Smart Time” en la función “TIME” y la selección “FENCE”, de esta forma medirá el tiempo que tarda en dar una, dos, tres , hasta llegar a 10 vueltas , todo esto la hará en una sola medición, para obtener los tiempos de cada vuelta, seleccione el botón azul y les dará el tiempo parcial de cada una. ∆Θ= wot +½αt 2 Tabla Nº 1 Nº vueltas t(S) (rad/seg 2) 1 (2Π) 2 (4Π) 3 (6Π) 4(8Π) 5(10Π) 6(12Π) 7(14Π) M I 8(16 Π) 9(18 Π) 10(20 Π) AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 2 DP 15/27 Actividad Nº 1: Determinar la aceleración angular ( ) , el desplazamiento angular ( ) y del tiempo (t). Cuando se aplica una fuerza constante y el radio menor del sistema giratorio, pero colocando dos masas a la regleta del sistema giratorio de 300 gramos cada una. La Fuerza “F” = Mantener la misma fuerza aplicada de la actividad pasada. r = radio menor del sistema giratorio. M I CONSULTA AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Movimiento Circular Acelerado DP 16/27 20 cm SEGUIR Al sistema le va a 20 (2) masas 0 20 colocar dos adicionales, de 300 gramos, cada una. Se Vista colocan en la superior “Canal” del sistema giratorio: las “masas” adicionales, deben estar y se ubican a 20 cmubicadas a 20 cm del eje de rotación, cuando colocan están masas y se compara esta actividad con la del eje dese rotación pasada (I), el sistema posee màs inercia (tiene màs masas rotando alrededor del eje) M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 2 DP 17/27 En esta actividad Nº 2, Es muy similar a la anterior (Nº 1), anote sus datos de tiempo en la tabla Nº 2. Tabla Nº 2 Nº vueltas t(S) (rad/seg 2) 1 (2Π) 2 (4Π) 3 (6Π) 4(8Π) 5(10Π) 6(12Π) 7(14Π) M I 8(16 Π) 9(18 Π) 10(20 Π) AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 3 DP 18/27 Actividad Nº 3: Determinar la aceleración angular ( ) , el desplazamiento angular ( ) y del tiempo (t). Cuando se aplica una fuerza variable y el radio menor del sistema giratorio La Fuerza “F” = La fuerza debe variarla, inicie con la misma fuerza de la actividad pasada. r = radio menor del sistema giratorio. (recuerde medirlo con el Vernier al final de la práctica. M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 2 DP 19/27 En esta actividad Nº 3, En esta variar la fuerza ( agregando 5 gramos), pero ahora coloque el “Smart Time” de “TIME”, pero en “Péndulo”, esto le va a permitir medir el tiempo de dos vueltas (debe medir el tiempo tres veces) y lo coloca en la tabla Nº 3. Tabla Nº 3 30 g en portapesas M I 40 g en portapesas 50 g en portapesas t 1 (s) = t 2 (s) = t 3(s )= t. PR 1= t. PR 2= tp. R 3= 1= 2= 3= I= I= I= AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 4 DP 20/27 Actividad Nº 4: Determinar el momento de inercia (I) del sistema giratorio (Uso del disco Horizontal más el anillo), cuando se aplica una fuerzas constante y radio constante (menor) La Fuerza “F” = Use la última fuerza empleada en la actividad Nº 3. r = radio menor del sistema giratorio. M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 4 DP 21/27 En esta actividad Nº 4, Quite la Regleta, posteriormente coloque el disco en forma horizontal y el “anillo” sobre él. Recuerde mantener la última fuerza empleada en la actividad pasada y el radio menor, también va a medir el tiempo en que sistema tarda en dar dos vueltas ( opción Péndulo) (debe medir el tiempo tres veces) y lo coloca en la tabla Nº 4 Tabla Nº 4 t 1 (s)= t 2 (s)= t 3 (s)= M I tp. R 1 = I= AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 5 DP 22/27 Actividad Nº 5: Determinar el momento de inercia (I) del sistema giratorio, cuando se cambia la posición del disco, manteniendo constante el radio (menor) y la fuerza aplicada de la actividad pasada. La Fuerza “F” = Use la última fuerza empleada en la actividad Nº 3. r = radio menor del sistema giratorio. M I CONSULTA AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Consulta DP 23/27 Recuerde: a-. La fuerza aplicada al sistema giratorio, viene dada por la tensión de la cuerda “T”. b-. El torque τ = I α o τ = r. T. α = aceleración angular → Ө = ½ αt 2 c-. La inercia representa la oposición que ofrece un cuerpo (rígido) para rotar con respecto a un eje fijo. SEGUIR T M I (a) En la actividad, dónde se use el disco en forma horizontal (a) y vertical (b), las inercias son distintas : Ib <Ia T (b) AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nª 5 DP 24/27 Actividad Nº 5, Se divide en dos experiencias (en ambas va a medir el tiempo que tarda el sistema en dar dos (2) vueltas), en la primera actividad use el disco en forma horizontal y en la segunda lo coloca en forma vertical (recuerde que debe sujetarlo en la parte plana del eje del sistema giratorio. Mantener la misma fuerza de la experiencia pasada y el radio menor en ambas experiencias. Anote sus datos en las tablas Nº 5 y Nº 6 respectivamente. Tabla Nº 5 M I Tabla Nº 6 t 1 (s)= t 2 (s)= t 3 (s)= tp. R 1 = I= I= AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nº 6 DP 25/27 Actividad Nº 6 Determinar el momento de inercia (I) del sistema giratorio, manteniendo constante la fuerza aplicada ( de la actividad pasada), pero variando el radio del sistema giratorio. Use el disco en forma vertical. La Fuerza “F” = Use la última fuerza empleada en la actividad Nº 5. r = Menor , Intermedio y Mayor. M I AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 VRB SECCION DE FISICA Laboratorio de Física ING: Freddy Caballero Actividad Nª 5 DP 26/27 Actividad Nº 5, Se divide en dos experiencias (en ambas va a medir el tiempo que tarda el sistema en dar dos (2) vueltas), en la primera actividad use el disco en forma horizontal y en la segunda lo coloca en forma vertical (recuerde que debe sujetarlo en la parte plana del eje del sistema giratorio. Mantener la misma fuerza de la experiencia pasada y el radio menor en ambas experiencias. Anote sus datos en las tablas Nº 5 y Nº 6 respectivamente. Tabla Nº 7 Radio Menor M I Radio Intermedio Radio Mayor t 1 (s)= t 2 (s)= t 3 (s)= tp. R 1= tp. R 2 (s)= tp. R 3 (s)= 1= 2= 3= I= I= I= AVANZAR

PRÁCTICA Nº 4 Laboratorio de Física VRB SECCION DE FISICA ING: Freddy Caballero DP 26/26 Fin de la presentación M