Equilibrio de un cuerpo rigido y elasticidad
Enviado por ELVISSUCUP • 24 de Marzo de 2016 • Trabajos • 3.549 Palabras (15 Páginas) • 481 Visitas
Universidad de San Carlos de Guatemala
Centro Universitario del Norte (CUNOR)
Carreras de Ingeniería
Laboratorio de Física 1
[pic 1]
Practica No. 3
Equilibrio de un cuerpo rígido y elasticidad
Elvis Jose David Sucup Cal.
201340397.
Instructor: Hugo Francisco Ruano Rivera.
Fecha de Inicio: 10/04/2015.
Fecha de finalización: 17/02/2015
SUMARIO
La práctica No 1 de laboratorio de física. Tiene una sección única, Energía y rueda de una bicicleta tiene como objetivo el cálculo de la velocidad angular, un numero promedio de revoluciones en un tiempo determinado (10 seg), la energía cinética rotacional y gravitacional que adquiere el sistema. Los cálculos son realizados tanto teórica como práctica y la comparación de la energía gravitacional y la energía cinética rotacional que adquiere el sistema.
Una masa sujeta a un pedal tiene energía potencia cuando se encuentra a una altura, al momento que esta se suelta la energía potencial se transforma en energía rotacional, conservando la energía ya que esta no se crea ni se destruye solo se transforma.
Este cambio en la energía potencia se transforma en energía de rotación de la rueda trasera, para poder lograr este objetivo se realizaron meticulosos cálculos sobre la rueda que como resultado se obtuvieron datos muy importantes, como las revoluciones que giraba la rueda (9 rev) en un intervalo de tiempo (10 seg) y la velocidad angular que obtenía en ese tiempo. Estos datos se obtuvieron al soltar diferentes masas (2.0648 Kg y 4.08 Kg respectivamente), desde el punto más alto de la posición del pedal hacia el punto más bajo, generando un cambio de altura (0.32 m).
Con estas cantidades se logró hallar la masa de la rueda, por medio de la ley de conservación de energía, la cual indica que las energías cinéticas y potenciales son equivalentes; para poder completar esto, se obtuvieron las velocidades lineales con las que cayeron las masas en la posiciones de los pedales.
Por último se pudo obtener la energía rotacional de la rueda mediante el momento de inercia de la rueda (tomada en el estudio como un cilindro hueco), así como también la energía potencial gravitacional del bloque. Estas deben de ser iguales para poder demostrar que el sistema se encontraba en conservación.
RESULTADOS
Los resultados que se presentan a continuación fueron determinados en base a ecuaciones relacionadas a la conservación de energía mecánica y las diferentes ecuaciones de cinemática rotacional.
Caso 1: Masa 2.0648 Kilogramos
Tabla 1
No. | Descripción | Resultados |
1 | Numero promedio de veces que la rueda gira en 10 segundos. | 9 revoluciones |
2 | Calcular el número de radianes que la rueda gira en 10 segundos | 18π radianes. |
3 | Velocidad angular | 5.65 rad/seg |
4 | Calculo de Momento de Inercia en la rueda de forma practica | 0.392Kg*m2 |
5 | Calculo Teórico del momento de inercia | 0.40293Kg*m2 |
6 | Energía cinética de rotación | 6.41 Joule |
7 | Energía potencial gravitacional | 6.47 Joule |
8 | Velocidad lineal Masa (∆h) | 0.2512 m/s |
9 | Velocidad lineal de la rueda | 1.8645 m/s |
10 | Diferencia entre inercias (Practica y Teórica) | 0.01Kg*m2 |
Caso 2: Masa 4.08 kilogramos
Tabla 2
No. | Descripción | Resultados |
1 | Numero promedio de veces que la rueda gira en 10 segundos. | 15 revoluciones |
2 | Calcular el número de radianes que la rueda gira en 10 segundos | 30 π radianes. |
3 | Velocidad angular | 9.42 rad/seg |
4 | Calculo de Momento de Inercia en la rueda de forma practica | 0.28314Kg*m2 |
5 | Calculo Teórico del momento de inercia | 0.40293 kg*m2 |
6 | Energía cinética de rotación | 12.6 Joule |
7 | Energía potencial gravitacional | 12.8 Joule |
8 | Velocidad lineal Masa (∆h) | 0.40 m/s |
9 | Velocidad lineal de la rueda | 3.11 m/s |
10 | Diferencia entre inercias (Practica y teórica) | 0.1 kg*m2 |
Nota: Las ecuaciones y procedimientos realizados para la obtención de los resultados presentados se muestran en el apéndice, Inciso C.
MARCO TEORICO
Condiciones de equilibrio en un cuerpo rígido.
La estática es una ciencia que estudia la fuerza aplicada sobre un cuerpo que describe un sistema que mantiene en equilibrio al mismo. Este equilibrio se manifiesta como un cuerpo sin movimiento, es decir en reposo. La acción de este sistema de fuerza se puede dar de tres formas:
Fuerzas angulares: Se dice que son angulares, cuando actúan sobre un mismo punto formando un ángulo.
Fuerzas Colineales: Dos fuerzas son Coloniales cuando la recta de acción es la misma, aunque las fuerzas pueden estar en la misma dirección o en direcciones opuestas.
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