Momentos de inercia de una esfera en un plano inclinado

MOMENTOS DE INERCIA DE UNA ESFERA EN UN PLANO INCLINADO

Fecha de elaboración de la práctica: 16/10/13

Fecha de presentación del informe: 25/10/13

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Resumen:

Los momentos de inercia de un cuerpo están totalmente ligados a la inercia rotacional. La inercia rotacional es representada por medio de un conjunto de momentos de inercia que conforman el llamado tensor de inercia. En esta práctica se analizó un sistema mecánico por el cual tiene como objetivo el análisis de los movimientos rotacionales para el cálculo de la inercia rotacional, este sistema tiene como principio que el ángulo de rotación y velocidad angular son medidos como una función de tiempo en un cuerpo el cual es pivoteado para rodar sin fricción, y que es accionado en un momento. La aceleración angular es determinada como una función del momento.

MATERIALES

CANTIDAD

MATERIAL

PRECISION Y

TOLERANCIA

1 Esfera

1 Calibrador pie de rey

1 Balanza

1 Rampla

1 Foto celda

Tabla 1Materiales empleados

PROCEDIMIENTO

1) Tomamos la masa de nuestra esfera a través de la balanza

2) Luego procedemos a medir por medio del calibrador pie de rey el radio y el diámetro de nuestra esfera.

3) Colocamos nuestra esfera en un plano inclinado de altura h y se deja caer libremente

4) A través de nuestra foto celda tomamos los tiempos de caída de nuestra esfera

5) Se realiza este procedimiento 10 veces donde variaremos nuestra altura h

Palabras claves: Momento, movimiento, inercia, energía, conservación, velocidad, masa, radio.

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Objetivos:

General.

1. Hallar el momento de inercia para sólidos en revolución , conociendo la frecuencia de oscilación de un muelle elástico

Específicos.

1. Observar y analizar el sistema mecánico planteado y relacionarlo con los movimientos de rotación para de esta forma afianzar el concepto de inercia rotacional de una esfera.

2. Determinar el tiempo que tarde la esfera en recorrer una distancia x en un plano inclinado una distancia x en un plano inclinado sin fricción

3. Determinar la aceleración angular como función de tiempo.

Introducción y marco teórico:

Momentos de inercia:

En el momento de inercia o la inercia rotacional se trata de una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Más concretamente el momento de inercia es una magnitud escalar que refleja la distribución de masas de un cuerpo o un sistema de partículas en rotación, respecto al eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.

1) Momento de inercia de una esfera solida:

Cuando un cuerpo rodante se encuentra sobre un plano inclinado, dependiendo del valor del ángulo de inclinación el cuerpo rueda o desliza; para calcular el valor del ángulo crítico a partir del cual el cuerpo no rueda sino que desliza,

consideramos que el plano está inicialmente en posición horizontal y vamos inclinado. Al ir inclinando el plano el cuerpo comienza a rodar sin deslizar pero llegará un momento en el que el cuerpo comienza a deslizar, dejándose de cumplir

la condición de rodadura . A medida que vamos inclinando el plano aparece una fuerza de rozamiento estático (f), de forma que se conserva la energía mecánica.

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