Darío M. Rodríguez G. Prácticas de Mecánica 6. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME OBJETIVOS Buscar posibles relaciones entre las variables fuerza centrípeta y período, correspondientes al movimiento circular uniforme de una masa atada a una cuerda. Observar el comportamiento de la fuerza centrípeta cuando varían separadamente la masa y el radio de giro. PROCEDIMIENTO El profesor le indicará cómo hacer para que un tapón de caucho de masa m, atado a una cuerda, se mueva con movimiento circular uniforme, por influencia del peso de las arandelas metálicas y con radio r constante. Use unidades arbitrarias para la fuerza centrípeta Fc y mídala en términos del número de arandelas que utilice (por ejemplo: Fc = 10 arandelas). Exprese m, también en unidades arbitrarias, como el número de tapones de caucho que use (por ejemplo: m = 2 tapones). Mida el radio r en centímetros y el período T en segundos. Comience fijando m = 1 tapón y r alrededor de 30 centímetros. Coloque inicialmente 18 arandelas en el montaje y haga mover el tapón con movimiento circular uniforme. Cuando lo logre, tome el tiempo para 10 vueltas y calcule el período T. Varíe ahora el número de arandelas, tomando 14, luego 10, luego 6 y finalmente 22, de manera que pueda medir por lo menos cinco períodos diferentes, correspondientes a diferentes fuerzas centrípetas. Debido a las limitaciones del montaje experimental utilizado, estudiaremos sólo cualitativamente las relaciones entre la fuerza centrípeta y la masa y entre la fuerza centrípeta y el radio. Coloque ahora m = 2 tapones, deje el mismo r anterior y con un procedimiento semejante, determine cinco o más períodos correspondientes al mismo número de fuerzas centrípetas. Duplique ahora el radio anterior, sin variar m y repita el procedimiento indicado para hallar por lo menos cinco períodos diferentes, asociados con fuerzas diferentes. Lleve todos los datos anteriores a una sola gráfica logarítmica que presente Fc en el eje vertical y T en el eje horizontal. ¿Qué relación encuentra entre Fc y T ? ¿Puede escribir a partir de la gráfica una o varias ecuaciones que expresen esta relación? ¿Qué puede decir de la relación entre Fc y m ? ¿Y de la relación entre Fc y r ? INFORME Elabore la tabla de datos según el formato adjunto y haga la gráfica solicitada. Conteste las preguntas y redacte las conclusiones. RELACIÓN CON LA TEORÍA La dependencia y relaciones de la fuerza centrípeta con la masa, el radio y el período pueden deducirse a partir de las definiciones básicas relativas al movimiento circular uniforme. Esta práctica puede mostrarnos sencillamente la relación entre la fuerza centrípeta y el período y sugerirnos la tendencia del comportamiento de esta fuerza al variar separadamente la masa y el radio. FORMATO PARA EL INFORME 6. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME Tabla de datos Período de giro T en segundos según el número de arandelas para tres combinaciones de valores de la masa y el radio en el movimiento circular uniforme. Fc (número m = de arandelas) r= 6 10 14 18 22 m= m= r= r=
