LABORATORIO 5 de FISICA 1

LABORATORIO LABORATORIO FISICA F ISICA 1 INFORME N°5 ING JOSE CASADO FACULTAD FIM CONTENIDO INTRODUCCIÓN…………………………………………………………… 2 DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO……………………………… EXPERIMENTO………………………………….. …..

3

Materiales………………………………………………………………… 3 Procedimieto……………………………………………………………. 3 O!"eti#os………………………………………………………………….. $ PRIMER% P%RTE……………………………………………………. P%RTE…………………………………………………….……. ……. & C'lc(lo de la masa………………… …….……………………….……... …….……………………….……... & C'lc(lo del mometo de iercia…………………………. iercia…………………………..………...…. .………...….

)

SE*UND% P%RTE……………………… P%RTE……………………………………………..……… ……………………..………… …

+3

Ta!la Ta!la de tiem,os…………………………………… tiem,os …………………………………………..……………… ……..……………… +$ *ra-icas  #s t……………………………………………..… t……………………………………………..………………. ……………. +$ C'lc(lo / res(ltado de la -(er0a de ro0amieto..…………………….

+&

Ta!la Ta!la de #elocidades… #eloci dades……………………………………… …………………………………………….……. ……….……. +& Mometos de iercia e,erimetales………………………… e,erimetales…………………………….……. ….……. +1 Ta!las / r'-icas  r'-icas de la eera…………………………………………….+4 eera…………………………………………….+4 O5SER6%CIONES………………………………………………..……...

2+

CONCLUSIONES…………………………………………………..…..… 2+

RECOMEND%CIONES…………………………………………...……….. RECOMEND%CIONES………………………………………… ...……….. 22 5I5LIO*R%78%……………………………………………….……..…….. 5I5LIO*R%78%………………………………………… …….……..…….. 22

I. INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN La rotacio es ( -e9meo est(diado ,or la -isica / :(e se da e todos los i#eles; desde el mo#imieto de electroes; el iro de la tierra alrededor de s( e"e c(er,o> :(e ira so!re ( e"e; es a< dode se esecita de-iir (e#os coce,tos ,ara ,oder est(diar el mo#imieto dado; !asadoos e cocimietos /a est(diados como lo so las le/es de e?to; coser#aci9 de la eera; coser#aci9 del mometo lieal; (o de estos coce,tos de-iidos #iee a ser el mometo de iercia. E el ,resete i-orme se est(diar' el mo#imieto de rotaci9 / traslaci9 de la r(eda de Ma?ell e ( ,lao icliado; se tomar' datos de tiem,o; masa; de0,la0amietos / l(eo se ,roceder' al c'lc(lo de #elocidades; eeras / mometos de iercia !(scado demostrar e,erimetalmete las -9rm(las :(e /a coocemos / (samos e e"ercicios; ,ero a
20

78SIC% I | DIN@MIC% DE ROT%CIÓN

II.DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO 2.1 Materiae!         

Ua r(eda de Ma?ell Par de rieles ,aralelos U so,orte ,ara los rieles de la r(eda U croometro diital ac(m(lador Ua rela de 6erier U i#el de !(r!("a Ua rela milimetrada Ua !ala0a electr9ica Cita AmasBi ta,e

2.2 Pr"#e$i%ie&t"   

  

Utili0ado la rela de 6erier medir las dimesioes de la r(eda de Ma?ell / co la !ala0a electr9ica o!teer la masa del mismo Colocar el so,orte del riel so!re la mesa dode se #a a tra!a"ar / co ( i#el de !(r!("a i#elarlo 7orre los rieles co la cita AmasBi ta,e co el o!"eti#o de e#itar desli0amieto de la r(eda / o!teer rodad(ra ,(ra; l(eo colo:(e el riel so!re el so,orte / i#=lelo tam!i= co el i#el de !(r!("a El sistema de!e :(edar como se m(estra e la -i(ra Medir el tramo :(e recorrera la r(eda de Ma?ell si se le



Se reali0ara el ,roceso 3 #eces co cada alt(ra A< tomada. .FIGURA PARA EL PROCEDIMIENTO

2.' O()eti*"! 

O!teer el #ol(me de la r(eda co las dimesioes o!teidas ateriormete / l(eo "(to co la masa
20


III. PRIMERA PARTE '.1 C+#," $e a %a!a Utili0ado las desidades / las dimesioes tomadas e el la!oratorio se ,rocede a calc(lar de maera idi#id(al de cada (a de las ,ie0as de la si(iete maera. Se le asi9 (a letra desde la %
20


Ma!a ra-" A/0 6ol(me %F G loit(dHalt(raHac
Ma!a ra-" B/0 6ol(me 5F G loit(dHalt(raHac
Ma!a ra-" C/0 6ol(me CF G loit(dHalt(raHac

Ma!a ra-" D/0 6ol(me DF G loit(dHalt(raHac
Ma!a ra-" E/0 6ol(me EF G loit(dHalt(raHac
Ma!a ra-" F/0 6ol(me 7F G loit(dHalt(raHac

Ma!a $e a r,e$a 1/ 6ol(me +F G @rea de la !aseFHalt(raF %lt(ra G 23.+mm R G 13mm r G $).&mm @rea de la !ase G HR2r 2F @rea de la !ase G $)+.1+&mm 2 6ol(me +F G ++3.$3&cm 3 Masa +F G 31.24&

Ma!a $e #,(" 2/ 6ol(me 2F G @rea de la !aseFH%lt(ra %lt(ra G 2$.$mm R G +$.4&mm r G 3.+&mm @rea de la !ase G HR2r 2F @rea de la !ase G &)+.+)$mm2 6ol(me 2F G +$.$2&cm3 Desidad G 2.4Jcm 3 Masa 2F G 3K.)$4

Ma!a $e E)e '/ 6ol(me 3F G @rea de la !aseFHLoit(d 20


Loit(d G +&Kmm 2R G 1.3mm @rea de la !ase G HR2 @rea de la !ase G 3+.+42mm2 6ol(me 3F G $)2&.2$4mm3 Desidad G .4KJmm 3 Masa 3F G 3K.$+1 Para determiar la masa total se ,rocede a s(mar Masa total te9rica G Masa %F  Masa 5F  Masa CF  Masa DF  Masa EF  Masa 7F  Masa +F  Masa 2F  Masa 3F Masa total te9rica G $2&.122 Masa total e,erimetal G $+$.$  de error G Masa total te9rica  Masa e,erimetalFJMasa total te9ricaF G 2.4K

'.2 C+#," $e %"%e&t" $e i&er#ia %,licado del teorema de C
I  I #% 3 %$ 2 I Mometo de iercia I cm Mometo de iercia res,ecto al cetro de masa d Distacia al cetro de masa desde el e"e de rotaci9

Para "! ra-"! 4araee44e$"!/ A6 B6 C6 D6 E - F0

20


M"%e&t" $e I&er#ia re!4e#t" a #e&tr" $e %a!a $e ,& 4araee44e$"0 Icm G +J+2HMasaH%c

Mometo de Iercia CF G K4)$.23&.mm 2 G K4.)$2.cm 2 Mometo de Iercia DF G Masa DFHdistacia al cetro de masaF 2  Mometo de Iercia cm DF Distacia al cetro de masa DF G 3+.14& mm Mometo de Iercia cm DF G +J+2HMasa DFH%c
20


M"%e&t"! $e I&er#ia 4ara 16 2 - ' Para calc(lar dic
Mometo Iercia total de la r(eda G I%F  I5F  ICF  IEF  IDF  I7F  I+F  I2F  I3F 20


Mometo de Iercia total de la r(eda G +243.33$.cm 2

I7. SEGUNDA PARTE 8.1 Ta(a $e tie%4"! El tramo :(e recorri9 la r(eda -(e medido res(ltado ser $K cm; -(e di#idida e 1 ,artes i(ales; los res(ltados del tiem,o de recorrido se ,reseta a coti(aci9…

TRA MO 0!1 1!2 2!# #!" "!5 5!6

ha=7.5 cm ha=8.5 cm ha=9.5 cm hb=2 cm hb=2.1 cm hb=2.2 cm ϴ = 6.502° ϴ = 7.567° ϴ = 8.619° Tiempos en segunos 6.5725 6."825 5.8875 2.9#25 2.655 2."" 2.2675 2.1#25 2.1" 1.895 1.77 1.#575 1.71 1.5825 1."675 1.55 1."1 1.#05

8.2 Gra9i#a!  *! t

20


8.' C+#," - re!,ta$" $e a 9,er:a $e r":a%ie&t" Se ,reseta el D.C.L del e"e de la r(eda; esto a/(da al c'lc(lo de la -(er0a de -ricci9… 20


Altura

ha = 7.5 ha = 8.5 ha = 9.5 cm cm cm a(cm/s² 0.361 0.415 0.4306 ) f s(N) us

0.373 0.098

0.429 0.104

0.446 0.109

8.8 Ta(a $e *e"#i$a$e!

ha = V!(cm/ 7.5 s) cm "&r "&r "#N a'u frm $% st ula 1 2.4 2.67 17 7 2 3.4 3.78 15 6 20

*+(

,) 9.7 06 9.8 10

ha = V!(cm/ 8.5 s) cm "&r "&r "#N a'u frm $% st ula 1 2.5 2.88 90 8 2 3.6 4.08 49 4

ha = V!( cm/ 9.5 s) cm "&r "&r *+( "#N a'u frm ,) $% st ula 10. 1 3.0 3.08 322 17 4 10. 2 4.0 4.36 642 16 2


*+(

,) 2.1 81 7.9 38

3

4 5 6

4.1 4.63 10. 55 7 402

4.8 5.25 8.3 13 4 91 5.3 5.98 9.8 98 6 24 5.8 6.35 7.4 83 5 31

3

4 5 6

4.4 5.00 10. 74 0 520

5.1 5.77 10. 60 6 658 5.7 6.45 10. 63 0 645 6.3 7.00 9.8 18 7 29

3

4 5 6

4.8 5.34 9.9 12 2 15 5.4 6.11 11. 42 6 015 6.0 6.80 11. 47 7 167 6.6 7.50 11. 15 5 855

8.5 M"%e&t"! $e i&er#ia e4eri%e&tae! % coti(aci9 se m(estra el ,orceta"e de error e el c'lc(lo de mometos de iercia ,ara cada alt(ra…

ha = 7.5 cm "u-t& 1 2 3 4 5 6

h! (cm) 0.917 1.834 2.751 3.668 4.585 5.502



h! (cm) 1.067 2.134 3.201



! (.cm²)

12.609 12.637 12.804 12.720 12.641 12.773

 ( , ) 18.524 18.704 19.768 19.239 18.735 19.571

ha = 8.5 cm "u-t& 1 2 3 20

! (.cm²)

12.780 12.873 12.848

 ( , ) 19.616 20.199 20.041


4 5 6

4.268 5.335 6.402

12.876 12.904 12.884

20.218 20.388 20.267

ha = 9.5 cm "u-t& 1 2 3 4 5 6

h! (cm) 1.217 2.434 3.651 4.868 6.085 7.302



! (.cm²)

10.737 12.124 12.665 13.206 13.372 13.407

 ( , ) 4.321 15.267 18.888 22.207 23.174 23.377

8.; Ta(a! -
h= 7.5cm u-t&

(m)

0 1 2 3 4 5 6

223.590 186.311 149.033 111.795 74.516 37.238 0.000

h= 8.5cm u-t&

(m)

0 1

260.177 216.801

20

-ra  la rua (m) c tras (m) 0.000 0.121 0.242 0.358 0.480 0.604 0.717

c tras (m) 0.000 0.139

c r&t

c t&t

mc

0.001 0.001 223.590 30.246 30.367 216.678 60.359 60.600 209.633 89.357 89.715 201.510 119.926 120.406 194.922 150.840 151.444 188.681 179.152 179.869 179.869 -ra  la rua (m) c r&t

c t&t

mc

0.019 34.724

0.020 34.863

260.196 251.663


2

173.424

0.276

68.945

242.645 103.622 104.037 234.125 137.857 138.408 225.121 171.956 172.644 215.980 206.659 207.486 207.486 -ra  la rua (m)

3 4 5 6

130.088 86.712 43.336 0.000

0.415 0.552 0.688 0.827

h= 9.5cm u-t&

(m)

0 1 2 3 4 5 6

296.764 247.290 197.816 148.382 98.908 49.434 0.000

c tras (m) 0.005 0.189 0.334 0.480 0.614 0.758 0.907

20

69.221

c r&t

c t&t

mc

1.195 47.112 83.481 119.887 153.330 189.287 226.545

1.200 47.301 83.815 120.367 153.943 190.045 227.451

297.964 294.591 281.631 268.749 252.851 239.478 227.451


20


20


20


7. OBSER7ACIONES           

%l i#elar la ram,a ,or dode rodara el disco se o!ser#9 :(e los rieles se mo#a / esto
7I. CONCLUSIONES    



Se cocl(/e a ma/or alt(ra el mometo de iercia e,erimetal tiede a a,roimarse al mometo de iercia te9rico Se cocl(/e a ma/or alt(ra la #elocidad de a"(ste tiede a a,roimarse a la #elocidad o!teido ,or la -9rm(la. Se cocl(/e :(e el error res,ecto a la #elocidad tiede a dismi(ir c(ado la ,ediete del tramo es m's ele#ada Se cocl(/e :(e la eera ci=tica rotacioal se a,roima a la eera ci=tica total /a :(e la eera ci=tica traslacioal es m(/ ,e:(ea e com,araci9 a la eera rotacioal. Se cocl(/e :(e los coe-icietes de ro0amieto #ara res,ecto la alt(ra de la si(iete -orma A$T%RA us

  

h=7.5cm h=8.5cm h=9.5cm 0.098

0.10"

0.109

Se cocl(/e :(e el ma/or mometo de iercia es +3.$4 .cm 2 Se cocl(/e :(e el meor mometo de iercia es +.434 .cm 2 Se cocl(/e :(e la eera mec'ica dismi(/e de!ido a :(e e ,e:(eos tramos la r(eda desli0a eerado (a -(er0a de -ricci9 ci=tica

20


7II. RECOMENDACIONES  

   

Se recomiedo :(e ,ara me"ores res(ltados o se de!e des,reciar i(a dimesi9 de la r(eda Se recomieda (tili0ar el ,rici,io de %r:(medes ,ara el c'lc(lo del #ol(me co ma/or ,recisi9 e el caso de :(e todo el c(er,o -(ese del mismo material. Se recomieda (tili0ar /eso e la riel ,ara desli0amietos Se recomieda :(e las rieles sea m's esta!les /a :(e e la e,eriecia -(e casi im,osi!le i#elarlas Se recomieda :(e el e"e de la r(ede este colocado sim=tricamete res,ecto a esta Se recomieda o!teer m's ,(tos ,ara ma/or ,recisi9 / tra!a"ar a ma/or alt(ra

7III. BIBLIOGRAF=A 

os= casado. 7sica I ,ara est(diates de ciecias e ieiera; +ra edici9; Editorial EDUNI; Per; 2K.

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Ma(al de La!oratorio de 7sica. Edici9 2)

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(< Vo(; Roer 7reedma. 7sica (i#ersitaria; decimose(da edici9; Editorial Pearso; M=ico; 2).

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Pa(l Ti,ler; *ee Mosca. 7sica ,ara la ciecia e ieiera; seta edici9; Editorial Re#ert=; 5arceloa; 2+.

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i!!eler; Ieiera Mec'ica Di'mica; decimose(da edici9; Editorial Pearso; M=ico; 2+

20 1#


LABORATORIO 5 de FISICA 1

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