UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MENCANICA
LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA MECANICA Movimiento Circular
Presentado por
Yessica Gelves 1191904 Carlos Manrique 1191905 Jhorman Fandiño 1191906 Fabián orras 1091!"1
PRESENTADO A Lic! "avier Al#erto Me$ia Pallares
San "os% de C&cuta' Colom#ia ()*+
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#$%&M$'
Aprender% a identi,icar los movimientos an-ulares . tan-enciales' su proporcionalidad' su dependencia uno del otro' el ,uncionamiento de la aceleraci/n centr0peta . todas sus caracter0sticas ,0sicas! Identi,icare el si-ni,icado de las pendientes de las rectas en el movimiento circular uni,orme . el movimiento circular uni,ormemente acelerado! 1er% 2ue en el movimiento circular uni,orme la aceleraci/n tan-encial es una constante . no tra#a$a la aceleraci/n an-ular' mientras 2ue en el movimiento circular uni,ormemente la aceleraci/n an-ular en una constante . tra#a$a tam#i%n la aceleraci/n tan-encial!
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()J$*+,(%
()J$*+,( G$'$#-. #eali/ar un análisis eerimen2al del movimien2o circular3
()J$*+,(% $%$C+F+C(% *! Determinar la aceleraci/n an-ular de una part0cula con movimiento de rotaci/n uni,ormemente acelerado . determinar sus caracter0sticas! (! Anali3ar -r4,icos de 4n-ulo' velocidad an-ular con respecto al tiempo para un movimiento de rotaci/n uni,ormemente . determinar sus caracter0sticas! 5! Compro#ar 2ue el 4n-ulo de rotaci/n es proporcional al tiempo re2uerido para la rotaci/n!
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$%-##(..( *$(#+C(
Se de,ine movimiento circular como a2uel cu.a tra.ectoria es una circun,erencia! Movimiento circular uniforme Es a2uel cu.a velocidad an-ular es constante' por tanto' la aceleraci/n an-ular cero! Las ecuaciones del movimiento circular uni,orme son =0 = cte =
+
t
0
Movimiento circular uniformemente acelerado Es a2uel cu.a aceleraci/n es constante! Las ,/rmulas del movimiento circular uni,ormemente acelerado son = Cte = =
+
0
0
t + 1/2
t t2
es
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ANALISIS
A. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE ACELERADO
13 Con los da2os de las 2ablas 1 ! " 4 elabore en un 7rá8ico de velocidad angular vs tiemo las cua2ro curvas que se ob2ienen cuando variamos las masas cuando variamos el diáme2ro de la olea3
*-).- 13
*abla !3
M107 d "0 mm 2
θ
ω
m 60 7 d "0mm
t 2
1 ! " 4 5
04 06 0: ": 1" 09 1: "" !4 !!
04 19 04 45 04 9; 05 50 06 !:
*abla3 " M 10 7 d 60 60mm
1 4 9 1 62 !2 1 5 ! 1 " 4 ! 5 " 4 5 2 1 ! " 4 5
θ θθ 09!9 !00" 0!4 "!;! ! 4:1; 05" 6 650 ; 090 " 1"61 19!4
1!96 !:9 " 4:6 " ;199 96!1
ω ω ω 0995 115! 0!6 1":: ! 1;0! 0"! 196" ; *abla 4 040 6 mm 0511 0615 1414 1;:0 !160 !51" !""
m 60 7 d
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3
2.5
2 tabla 1 tabla 2
1.5
tabla 3 tabla 4
1
0.5
0 0
1
2
3
4
5
6
!3 Calcule el valor de la endien2e de cada una de las curvas del 7ra8ico elaborado3
m = x∗ y *abla 13 m =2∗0,445=0,89
*abla !3
m=3∗1,388= 4,164 *abla "3
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m= 4∗¿ 0511 !044 *abla 43 m = 4∗2,513=10,052
3. 6ue representa la pendiente de cada una de estas curvas7 Rta: La pendiente de las curvas representan la aceleraci/n an-ular 4. Al cam#iar la masa col-ante' sin cam#iar el di4metro de la polea' cam#ia la aceleraci/n an-ular7 Por 2u%7
Rta: si' por2ue la masa col-ante aumenta la aceleraci/n an-ular' as0 podr0amos decir 2ue son directamente proporcionales 8depende una de la otra9! 5. 6u% relaci/n tiene la aceleraci/n tan-encial del #orde de la polea con la aceleraci/n an-ular7
Rta: Bueno la aceleraci/n tan-encial es la velocidad del o#$eto por unidad de tiempo . la aceleraci/n an-ular es la variaci/n de velocidad de esta aceleraci/n' /sea' si la velocidad del o#$eto varia es por causa de la aceleraci/n tan-encial! 6. :alle los valores para t ( en la ta#la * . ela#ore un -r4,ico de 4n-ulo vs t (
vs t2 30 20
t2
10 0 0
0.5
θ
t2
040
1
1
1.5
2
2.5
3
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6 0:" : 1"09 1:"" !4!!
4 9 16 !5
7. 6ue in,ormaci/n o#tenemos de la pendiente de esta recta7 !endiente de " v# t 2 Y 2 −Y 1
m;
X 2 − X 1
=¿
P*; 8)'<)( ' *9
P(; 8('<((' =9 5 −1
>m; 2,422 −0,402
=¿
>m ¿ *'?@
Rta: 6ue a ma.or tiempo ma.or aceleraci/n an-ular!
@! En un movimiento circular' Cu4ntas aceleraciones se pueden encontrar7 Rta! Se pueden encontrar tres aceleraciones Aceleraci/n an-ular' aceleraci/n tan-encial . aceleraci/n centr0peta! :a. 2ue decir 2ue las tres son de ma-nitud . si-ni,icado mu. di,erente!
Movimiento circular uniforme
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1. Con los datos de las ta#las = . +' ela#ore un -r4,ico de $n%ulo las curvas 2ue se o#tienen cuando variamos el impulso inicial!
'a(la 5. )m&ul#o menor .
t
θ
* ( 5 < =
)'@55 *'+5< ('<)5 5'*5< 5'@*
'a(la 6. )m&ul#o ma*or
t
θ
* ( 5 < =
*'?<) 5'@=+ ='<* '=@ ?'5@+
10 9 8 7 6 5 4 3
menor impulso mayor impulso
2 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
2. Calcule el valor de la pendiente de cada curva! !endiente de ta(la 5.
θ v# tiem&o'
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Y 2 −Y 1
m;
X 2 − X 1
P(; 8
3
=¿
P*; 8
1 , 0,833 ¿
'
' ('<)59 3−1
>m; 2,403 −0,833
=¿
)'<5
!endiente de ta(la 6. Y 2 −Y 1
m;
X 2 − X 1
=¿
P*; 8*' *'?<9
P(; 8 3 ' ='<*9 3 −1
>m; 5,741 −1,94
=¿
)'=5
3. 6ue representa la pendiente de cada una de estas curvas7
Rta: La pendiente en esta curva representa la aceleraci/n tan-encial!
4. La velocidad tan-encial de este movimiento es constante7 Como podemos calcularla7
Rta: Te/ricamente as0 de#e ser' pero la allamos en ,orma pr4ctica para eperimentar . $usti,icar el movimiento!
5. Es posi#le 2ue un autom/vil se mueva en una tra.ectoria circular de tal manera 2ue %ste ten-a una aceleraci/n tan-encial' pero no aceleraci/n centr0peta! Rta: Esto no se puede lo-rar en la vida real' por2ue todo movimiento circular con aceleraci/n tan-encial posee aceleraci/n centr0peta!
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6. Cu4l es la direcci/n de la aceleraci/n centr0peta7 Rta! La direcci/n es radial' es decir acia el centro 8adem4s da el sentido' pero por ello di-o simplemente direcci/n radial9!
7. Cu4l es la causa por la cual una piedra 2ue acemos -irar mediante una cuerda' sale tan-encialmente . no radialmente al soltarse la cuerda7 Rta! De#ido a la inercia' es decir' n cuerpo so#re el cual no act&a nin-una ,uer3a si-ue movi%ndose con la velocidad 8un vector9 del momento en l0nea recta! La cuerda e$erce una continua ,uer3a centr0peta 8acia la mano 2ue mane$a la cuerda9! Cuando sueltas la cuerda .a no eiste nin-una ,uer3a so#re el cuerpo . este si-ue volando li#remente en la direcci/n de la velocidad de este momento 2ue es la tan-ente del c0rculo de la tra.ectoria anterior!
. 6u% es periodo . ,recuencia en el movimiento circular7 Rta! El perdido 8T9 es el tiempo 2ue se invierte en dar una vuelta completa . la ,recuencia 8,9 es el n&mero de vueltas 2ue se dan por se-undos!
C('C.&%+('
%$
La velocidad no es constante .a 2ue' al ser una ma-nitud vectorial' tiene m/dulo' direcci/n . sentido!
Entendimos el ,uncionamiento de la aceleraci/n an-ular' tan-encial . centr0peta!
Podemos decir 2ue el movimiento circular es a2uel cu.a tra.ectoria es una circun,erencia . el m/dulo de la velocidad es constante' es decir' recorre arcos i-uales en tiempos i-uales!
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