Momento de Inercia de La Rueda de Maxwell

MOMENTO DE INERCIA DE LA RUEDA DE MAXWELL


OBJETIVO TEMÁTICO: Aplicar los conceptos conceptos de dinámica de un cuerpo rígido rígido para un cuerpo en rotación y traslación.

OBJETIVO ESPECÍFICO: Determinación de la rueda de maxwell y de un cilindro.

FUNDAMENTO TEÓRICO:


La rueda de maxwell se suspende por un par de cuerdas enrollada en el cilindro (eje de la rueda) como muestra la figura 1. Al soltarlo en t=0 descenderá con un movimiento de rodadura de traslación acompañada de rotación del dentro de masa, con una velocidad angular w alrededor del centro de masa G.

Figura 1 Suponiendo que la cuerda es inextensible y además no hay resbalamiento se cumplirá que la altura “h” que se desplaza del cilindro está relacionada con el ángulo que rota el eje de radio r.se tiene que:


    ………………………(1) Relacionado el ángulo rotado con el tiempo

    ……………….... (2) Combinando las ecuaciones 1 y 2

  ……………….. (3) Las ecuaciones de movimiento son (figura 2):

 …………….. (4)  ………………(5) Donde “a” es la aceleración del centro de masa.

Combinamos ambas ecuaciones 4 y 5 tendremos: Figura 2 

     (  )……………….. (6)


EQUIPO: - Una rueda de Maxwell y un cilindro. - 1.5 m de cuerda. - Un cronómetro digital. - Un vernier. - Una regla milimetrada. - Una balanza.


PROCEDIMIENTO A: 1. Tomar medidas de las dimensiones de la rueda para obtener el volumen del sólido. . Enrolle la rueda de Maxwell hasta cerca del travesaño del soporte H0

2

3. Suelte con cuidado la rueda y mida el tiempo de caída del eje de la rueda hasta el punto más bajo del descenso. 4. Repita el paso anterior seis veces y tome el promedio de sus resultados. 5. Mida la masa de la rueda.


T 1 2 3

5,96 6,09 5,99

4

6,10

5 6

6,16 5,99

PROCEDIMIENTO B. 1. Tomar las alturas de H1, H2, H3, Y H4 sobre la cuerda y medir los tiempos de descenso para cada h.

H1 (30 cm) H2 (40 cm) H3 (50 cm)

T1 3,65 4,32 4,87

T2 3,38 4,23 4,68

T3 3,61 4,12 4,70

Tm 3,5466 4,2233 4,75

H4 (60 cm)

5,03

5,01

4,98

5,0066


OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: La rueda de maxwell tiene cumple con la propiedades de la Conservación de la Energía. La rueda de maxwell al descender va adquiriendo energía cinética que luego liberara al enrollarse hacia arriba. El momento de inercia se puede medir mediante los tiempos , la conservación de la energía y sus valores son aproximados.

Referencias bibliográficas: -Manual de física general. facultad de ingeniería civil UNI 2005. -Física tomo 1. “una visión analítica del movimiento”. Editorial lumbreras. -Young, Hugh D. y Roger A. Freeman, “fisica universitaria”, volume 1.PEARSON EDUCACION, Mexico, 2009

Momento de Inercia de La Rueda de Maxwell

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