Rueda De Maxwell

RUEDA DE MAXWELL.

Cesar Burbano, Juan Carlos Cárdenas,

Andrés Navarrete

Cesarburbano@usantotomas.edu.coJuan.cardenas@usantotomas.edu.co Andres.navarrete@usantotomas.edu.co

RESÚMEN.

La práctica de la rueda de Maxwell consiste en medir el tiempo que tarda en descender una rueda en la cual por la cual pasa una barra delgada. Esta rueda está sujeta a 2 hilos en sus extremos, lo que hace que se desenrolle y enrolle totalmente, “este mecanismo es parecido al de un yoyo”, el objetivo básicamente es calcular el momento de inercia, junto con la energía potencial y cinética cuando se hace la medición del tiempo en la cual pasa que se desenrolle y se enrolle en diferentes distancias. La conservación de la energía es una de los principios que se cumplen en esta práctica. Esta práctica tiene como fin hallar el momento de inercia de un disco

Palabras claves: Energía, rueda de maxwell, tiempo, momento de inercia.

INTRODUCCIÓN.

Momento de inercia es una medida de la cinematica rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como momento de inercia. La inercia rotacional debe representarse por medio de un conjunto de movimientos asociados al momento de inercia. 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.Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un sólido rígido. (Ohanian H.C & MARKET, 2009)

OBJETIVOS.

GENERAL:

Determinar el momento de inercia de la rueda de maxwell, energía cinética rotacional y transnacional, a partir del estudio de la conservación de la energía mecánica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Analizar el movimiento que posee un cuerpo cuando gira alrededor de un punto fijo.

Observar como en un sistema mecánico se fusionan los movimiento de translación y rotación de un cuerpo de masa M.

MARCO TEORICO.

Inercia: La inercia es la propiedad de la materia de resistir a cualquier cambio en su movimiento, ya sea en dirección o velocidad. Esta propiedad se describe claramente en la Primera Ley del Movimiento de Newton, que postula: “Un objeto en reposo tiende a permanecer en reposo, y un objeto en movimiento tiende a continuar moviéndose en línea recta, a no ser que actúe sobre ellos una fuerza externa”.

Inercia a la Rotación: Cualquier cuerpo que efectúa un giro alrededor de un eje, desarrolla inercia a la rotación, es decir, una resistencia a cambiar su velocidad de rotación y la dirección de su eje de giro. La inercia de un objeto a la rotación está determinada por su Momento de Inercia, siendo ésta ‘’la resistencia que un cuerpo en rotación opone al cambio de su velocidad de giro’’.

Momento de Inercia: El momento de inercia es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia.

El momento de inercia de una masa o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un 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. El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme. (Serway, 2011)

Energía cinética rotacional: La energía cinética de un objeto girando puede expresarse en términos del momento de inercia y de la velocidad angular. La energía cinética total de un objeto extenso, Las expresiones para la energía cinética rotacional y lineal puede desarrollarse en paralelo desde el principio de trabajo-energía.

Se presenta en los objetos cuando estos giran. Por ejemplo, antes de soltar una canica por un plano inclinado, ésta tiene una energía potencial gravitacional, igual a su peso por su altura, pero al caer transforma su energía potencial gravitacional en energía cinética traslacional. Pero además, debido a que existe fricción entre la canica y la superficie, la canica empieza a girar adquiriendo también energía cinética traslacional.

ECTrasl.=1/2 mv^2 (Muños, 2005)

Energía cinética transnacional: Un objeto tiene energía cinética traslacional cuando todas sus partes siguen una misma dirección, por ejemplo una canica, balín en un plano inclinado gira conforme al movimiento de deslice interrumpido por la fricción, pero este ayuda a que el cuerpo gire sobro su propio eje. Un objeto suspendido a cierta altura, al ser soltado, transforma su energía potencial gravitacional en energía cinética traslacional.

Potencial gravitacional EPG= mgh

Energía cinética traslacional ECT=ma 1/ 2 at^2 (Quintanar, 2006)

Ley de la conservación de la energía: La energía no se puede crear ni destruir; se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia. Esto significa que no podemos crear energía, es decir.

La energía cinética y la energía potencial son dos ejemplos de las muchas formas de energía. La energía mecánica considera la relación entre ambas. La energía mecánica total de un sistema se mantiene

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