LABORATORIO, DETERMINACION DE MOMENTO DE INERCIA

LABORATORIO, DETERMINACION DE MOMENTO DE INERCIA.

Facultad de ingeniería- Física I

Sebastián palacio pastrana - 2170994

Resumen

En esta práctica de la determinación del momento de inercia (i), pudimos evidenciar cómo el uso de pesos con momentos de inercia distintos, podían alterar el momento de torsión de una polea. Para esto se hizo uso de temas vistos en clase como lo son leyes de newton, fórmulas de momento de torsión y teorema de conservación de la energía, en donde por  medio de las gráficas arrojadas por la interfaz y el uso de instrumentos de medición, pudimos determinar las variables de aceleración, momentos de inercia, velocidad angular y el torque ejercido por la polea con su respectiva incertidumbre absoluta y relativa.

INTRODUCCIÓN

Para la práctica fue necesario utilizar algunas de las fórmulas y temas vistos en clase, iniciando con el momento de inercia cuya fórmula se encuentra expresada por:

[pic 1]

La cual es obtenida por medio de las ecuaciones de un porta pesas en reposo con determinada altura h y la ecuación de su cuerda cuya tensión es la única fuerza que logra mover la polea. Con esto, una vez despejada la magnitud del momento de inercia, podemos pasar a la segunda ley de Newton para un objeto rígido en rotación en donde despejamos la cantidad de torque, haciendo uso de los momentos de inercia de una polea, un disco y un cilindro hueco, donde el torque es la tendencia de la fuerza para hacer girar o rotar un objeto cuyas unidades son               (). Utilizando la fórmula:[pic 2]

[pic 3]

Donde () es la velocidad angular de los discos en rotación, y para obtener este valor se hace uso de la fórmula:[pic 4]

[pic 5]

La rapidez angular de un cuerpo rígido es la magnitud de su velocidad angular.

metodología

 Materiales y equipo utilizado

-Interfaz Pasco 850 Universal                          -Soporte phywe

-Sensor de movimiento rotacional                 -Juego de pesas y portapesas Pasco

-Nivel                                                                   -Espuma

-Disco, Aro                                                          -Pasta limpiatipos

-Barra de acero de 20 cm                                 -Regla

-Calibrador                                                          -Polea de baja fricción phywe

-Hilo                                                                      -Balanza

Montaje de la práctica

[pic 6]

Figura 1. Montaje experimental de la práctica.

Para cada objeto (polea, disco y cilindro hueco) el peso del portapesas variaba, es decir, para la polea los análisis se hizo con peso de 0,007 kg; para el disco se hicieron con 0,015 kg; finalmente para el cilindro hueco se hicieron con 0,040 kg

Resultados

Gracias a el análisis de los datos obtenidos en el laboratorio hemos podido comprobar cómo se comporta el torque por medio de una polea y pesos que a medida que se iba alterando su peso, observamos como su torque se ve afectado por los distintos pesos que se irían agregando durante el transcurso del laboratorio para posteriormente ser comparados entre ellos, comprobando así las diferencias entre valores teóricos y experimentales del laboratorio.

Figura 2. Gráfica de velocidad vs tiempo para cada objeto

[pic 7] [pic 8] [pic 9].

Cómo podemos ver en la gráfica, a medida que se aumenta la masa en el inicio del dispositivo, la velocidad de caída es menor en el mismo rango de tiempo, es decir, que la aceleración del porta pesas disminuye con el aumento de la masa, también podemos observar como la velocidad (v) se encuentra expresada por una función de tipo lineal. procedemos a hacer los cálculos de momento de inercia con los valores obtenidos, y las mediciones hechas previamente , en donde se obtuvo los valores de momento de inercia de cada uno de los elementos del laboratorio y a su vez obtener los valores de incertidumbre absoluta y relativa

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