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2. Descripción
El aparato de movimiento rotatorio sirve para
determinar la aceleración angular como una
función del par de giro y para definir el momento
de inercia como una función de la distancia del
cuerpo a partir del eje y de su masa.
Un eje vertical, en rotación, con cojinete de
ágata, sostiene una barra transversal que sirve
para sujetar las pesas. La fuerza de la pesa
propulsora se transfiere por medio de una polea
y una cuerda enrollada a un huso del eje.
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
perpendicular al huso. Sujete el gancho de
las pesas.
•
Dos estudiantes estarán preparados con
sendos cronómetros.
•
Suelte el gancho con las pesas.
200 mm x 140 mm
600 mm
9/18 mm Ø
aprox. 1.3 kg
1000742
U11902
cuerda siempre
•
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
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
ecuación:
Δ
ω
α
=
t Δ
Δω es el valor calculado de velocidad
angular final (la inicial era cero) y Δt 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
=
=
sin
r
x
F
rF
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
=
⋅
α
I
2
empezará
angular
resulta
θ
2
2
⋅
+
⋅
L
M
R
pesas
a
de
la
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