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3. Datos técnicos
Placa base:
Barra transversal:
Huso:
Peso:
4. Requisitos adicionales
Metro
Cronómetro digital
5. Ejemplos de experimentos
5.1 Cálculo de la aceleración angular
•
Coloque las pesas en la barra transversal y
asegúrelas con los fijadores, inserte la cuerda
y enróllela al huso, haga pasar la cuerda por la
polea y estírela, pásela por el gancho y
mantenga la cuerda siempre perpendicular al
huso. Sujete el gancho de las pesas.
•
Dos estudiantes estarán preparados con
sendos cronómetros.
•
Suelte el gancho con las pesas.
•
Un estudiante cronometrará el tiempo que
tarda la masa en llegar al suelo desde que se
la suelta.
•
En cuanto la masa toque el suelo, el siguiente
estudiante empezará a cronometrar el tiempo
que tarda la barra transversal en girar dos
veces. Cerciórese de que la medición se realiza
antes de que la fricción disminuya la velocidad
del aparato.
•
Calcule la velocidad angular ω de la barra
transversal, en radianes por segundo, teniendo
en cuenta que una rotación equivale a 2π
radianes.
•
La aceleración angular resulta de la ecuación:
200 mm x 140 mm
600 mm
9/18 mm Ø
aprox. 1.3 kg
8401550
U11902
∆
ω
α
=
t ∆
∆ω es el valor calculado de velocidad angular
final (la inicial era cero) y ∆t es el tiempo que
tarda la masa en llegar al suelo.
•
Repita la medición varias veces y evalúe los
resultados.
•
Cambie la pesa del gancho, la de la barra y la
posición de la pesa en la barra y compare los
efectos de estos cambios sobre la velocidad
angular.
5.2 Cálculo del par de giro
El par de giro se puede calcular de forma teórica y
de forma experimental. Posteriormente se
comparan ambos valores. Siga los mismos pasos
que en el punto 5.1.
El par teórico resulta de la ecuación:
τ
=
=
r
F x
rF
sin
θ
=
90
porque el hilo es perpendicular al radio del
aparato. r es el radio del huso. F = mg, en donde m
es la suma de las pesas ranuradas y el gancho. Así,
el par de giro teórico resulta de:
τ
=
rmg
•
Para obtener el par experimental, calcule
primero la aceleración angular sirviéndose de
los métodos descritos en el punto 4.1.
•
Calcule el momento de inercia midiendo en la
barra transversal las distancias entre el punto
giratorio y las pesas, y aplicando la siguiente
ecuación:
1
=
I
M
barra
12
•
Multiplique la aceleración angular por el
momento de inercia para obtener el par de
giro
τ I
=
α ⋅
•
Mida el cambio del par cuando se modifica el
radio del huso y se varía la cantidad de pesas
en los ganchos.
5.3 Cálculo del momento de inercia
•
Mida el radio de la pesa en la barra
transversal.
•
Calcule la aceleración angular como en el
punto 5.1.
•
Calcule el par teórico como en el punto 5.2.
•
El momento de inercia resulta de la ecuación:
τ
=
I
α
2
θ
+
2
2
L
M
R
pesas
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