Rodadura

OBJETIVOS:

1) Caracterizar experimentalmente el movimiento de rodadura sin deslizamiento de cuerpos rígidos (esferas, cilindros, aros) a lo largo de un plano inclinado

2) Determinar cuáles variables son dependientes e independientes en el movimiento traslacional y rotacional.

3) Determinar mediante la práctica que objeto tarda menos tiempo en llegar al final de la tabla inclinada y cual tarda más tiempo.

INTRODUCCION

Cuando hablamos de movimiento de rodadura nos referimos a que un cuerpo que rueda sobre una superficie lo hace sindeslizarse con respecto a ésta.

La velocidad de su centro de masas depende de la velocidad angular w del sólido según la relación siguiente, donde R es el radio del cuerpo:

Vcm = wR

En la siguiente práctica estudiaremos cómo se comportan cuatro cuerpos (aro, cilindro, esfera con masa pequeña y esfera con masa grande) con respecto a un plano inclinado. Veremos en que influyen las masas y la inercia de cada uno en su velocidad, cuál llega más rápido y por qué.

Meodos y Medicion

ANALISIS

Consideramos cuatro sólidos que tienen capacidad de rodar, esto es un cilindro, dos esferas de distinta masa y un aro. Cuando un cuerpo rodante se encuentra sobre un plano inclinado, dependiendo del valor del ángulo de inclinación el cuerpo rueda.

Lo que se pretendía con la práctica era determinar la velocidad de cada objeto, saber cuál de estos llegaba más rápido al punto final y por qué. Todo esto depende del momento de inercia de cada cuerpo rodante. Con esto pudimos analizar que referente a la ecuación de inercia para cada objeto la velocidad es mayor cuando su constante es más pequeña (I=cmr^2).

Finalmente, conviene tener en cuenta que tanto la masa, como el radio de cada cuerpo no influyen a la hora de calcular la velocidad a la cual se desplaza cada

CONCLUSIONES:

1) Se puede concluir que el experimento realizado es un movimiento de rodadura, puesto que este es la sumatoria del movimiento rotacional mas es le traslacional donde está incluida la fuerza cinética, potencial, fricción, el peso, etc.

Adicionalmente, la superficie donde giran los objetos esta en reposo, permitiendo que el punto del objeto que la toca esta en este instantáneamente en este mismo estado, lo cual evita que se resbale o se deslice. Sin embargo, el hecho de que la superficie esta inclinada, es decir que tenga un ángulo con respecto a la horizontal genera movimiento rotacional en el objeto.

2) Se pudo determinar que las variables dependientes son: tiempo, inercia, fuerza de fricción y la velocidad final y el ángulo, mientras que las independientes son la masa que se desprecia y la altura.

3) Para determinar cual objeto es más rápido o tarda menos tiempo en recorrer la distancia, se puede calcular de manera teórica o experimental.

De la forma experimental usamos las ecuaciones donde se realiza el respectivo despeje:

Donde L es la longitud que recorre y la medimos con ayuda de la regla y t el tiempo que tarda en recorrer L y se mide con un cronometro.

De la forma teórica podemos hallar las velocidades y comparar, donde se tiene la siguiente ecuación:

Y por ultimo hallamos Vf2

Sabiendo C las constantes de las inercias de cada objeto utilizado en la práctica, y las alturas podemos reemplazar en la ecuación obtenida y hacer los cálculos de Vf.

Haciendo todos estos procedimientos se pudo concluir que el objeto que llega más rápido es la esfera, después el cilindro y por último el aro, debido a la constante

...