cuerpo rígido

UNSJ – FI –Laboratorio de Física I
ASIGNATURA :
CARRERAS :
Ing. CIVIL
Ing. MECÁNICA
Ing. ELECTROMECÁNICA
Ing. ELÉCTRICA
EXPERIENCIA DE LABORATORIO
N°4
FACULTAD DE INGENIERIA
2015
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AAE4- Mec.Ele.Civ.Elm. 2015-1ªSemestre
UNSJ – FI –Laboratorio de Física I
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE EXPERIMENTAL Nº 4
CUERPO RÍGIDO
PARTE I: Momento de Inercia de un Disco
Equipo necesario
Cant.
Equipo necesario
Cant.
Disco macizo
1
Pesas y portapesas
1
Polea inteligente (sensor infrarrojo)
1
Balanza
1
Soporte
1
Hilo
1m
Montaje del Equipo
1.- Armar el dispositivo según se muestra en la figura.
Disco
Base
Portapesas
Procedimiento: Momento de inercia axial
2.- Medir y registrar el valor de la masa, del radio y del espesor del disco y del radio del eje de rotación.
3.- Insertar el centro del disco sobre la plataforma giratoria.
4.- Colocar en el portapesas una masa de 20g, enrollar el hilo en el eje de rotación.
5.- Liberar el sistema y registrar el valor de la aceleración angular adquirida por el disco.
6.- Repetir 4 y 5 colocando en el portapesas masas de 40g y 80g.
Informe de Laboratorio
Experiencia : Momento de inercia axial
a) Realice los diagramas de cuerpo libre. Indique el movimiento que posee cada cuerpo del sistema y
plantee las ecuaciones que los describen.
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AAE4- Mec.Ele.Civ.Elm. 2015-1ªSemestre
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b) A partir de las ecuaciones anteriores, calcule la tensión del hilo y el momento que ella provoca para
cada una de las masas colocadas en el portapesas.
c) Tabule y grafique el momento de la tensión del hilo en función de la aceleración angular. Indique la
relación que existe entre estas magnitudes.
d) Explique que representa el momento de inercia en el gráfico obtenido en c) y calcule a partir del
mismo su valor experimental respecto del eje de rotación baricéntrico.
e) Determine el error experimental, contrastando con el valor teórico del momento de inercia
correspondiente.
Procedimiento: Momento de inercia respecto a un eje diametral
7.- Insertar el disco sobre la plataforma giratoria por un orificio lateral, de modo que rote respecto a un
eje diametral.
8.- Repetir 4, 5 y 6.
Informe de Laboratorio
Experiencia : Momento de inercia respecto a un eje diametral
f) Realice los diagramas de cuerpo libre. Plantee las ecuaciones que describen los movimientos de los
cuerpos que constituyen el sistema en estudio.
g) A partir de las ecuaciones anteriores, calcule la tensión del hilo y el momento que ella provoca para
cada una de las masas colocadas en el portapesas.
h) Tabular y graficar el momento de la tensión del hilo en función de la aceleración angular. Indique la
relación que existe entre estas magnitudes.
i) Explique que representa el momento de inercia en el gráfico obtenido en h) y calcule a partir del
mismo su valor experimental respecto del eje de rotación.
j) Determinar el error experimental, contrastando con el valor teórico del momento de inercia
correspondiente.
k) Explique porque el valor del momento de inercia axial es mayor que el momento de inercia diametral.
PARTE II: Momento de Inercia de un Volante
Equipo necesario
Cant.
Equipo necesario
Volante
1
Balanza
Soporte
1
Hilo
Pesas y portapesas
1
Cinta métrica
Cronómetro
1
Cant.
1
1,2 m
1
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UNSJ – FI –Laboratorio de Física I
Montaje del Equipo
9.- Armar el dispositivo según se muestra en la figura.
Procedimiento: Momento de inercia de un volante
10.- Colocar sucesivamente en el portapesas masas de 50g, hasta que el sistema “comience a
moverse”. Anotar el valor de esta masa.
11.- Agregar pesas de manera de obtener 350g, 550g, 750g. Para cada una de estas masas enrollar el
hilo en el eje del volante de tal manera que el portapesas enfrente al primer sensor electrónico.
12.- Liberar el sistema, a partir de la primera marca y cronometrar el tiempo que tarda el sistema en
desplazarse un metro.
13.- Repetir esta operación tres veces para cada una de las masas, calcular el tiempo más probable
en cada caso. Anotar los registros.
Informe de Laboratorio
Experiencia : Momento de inercia axial
k) Realice los diagramas de cuerpo libre. Plantee las ecuaciones que describen los movimientos de los
cuerpos que constituyen el sistema en estudio.
l) A partir de las ecuaciones teóricas calcular la tensión que soporta la cuerda y el momento que ella
produce sobre el volante para cada una de las masas suspendidas. (Se debe tener en cuenta la masa
suspendida para iniciar el movimiento del sistema)
m) Con los datos obtenidos experimentalmente (intervalo de tiempo y desplazamiento) calcular la
aceleración lineal del portapesas y la aceleración angular de la polea, en cada caso; usando las
ecuaciones cinemáticas de movimiento.
n) Tabular y graficar    .
o) A partir del gráfico obtenido en n) calcular el momento de inercia baricéntrico del volante.
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