INFORME DE LABORATORIO DE FSICA I

INFORME DE LABORATORIO DE FSICA I

INFORME DE LABORATORIO DE FSICA I

TEMA: CAMBIO DE LA ENERGA POTENCIAL

FACULTAD: INGENIERA ELECTRNICA Y ELCTRICA

INTEGRANTES PERALTA GUTIERREZ HERWIN 10190189 ZAVALETA NARVAEZ ANDR 10190108 ZAMORA MONTENEGRO DENNIS 10190024 CASTILLO VILLAFUERTE LUIS 10190028

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

I. INTRODUCIN

el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de direccin. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleracin que, si bien en este caso no vara al mdulo de la velocidad, s vara su direccin.

II. OBJETIVOS

Analizar el movimiento circular uniforme Medir directa e indirectamente la fuerza centrpeta que acta sobre una masa que describe un movimiento circular uniforme. Conocer cul de los distintos mtodos para medir la fuerza centrpeta es el ms correcto de utilizar. Observar quin ejerce y hacia quien va dirigido la fuerza centrpeta durante el movimiento en este experimento.

III. EQUIPOS Y MATERIALES Equipo demostrativo completo de movimiento circular. Juego de pesas. Portapesas. Regla milimetrada. Balanza. Cronmetro.

IV. FUNDAMENTO TERICO

Cuando una masa M describe un movimiento circular uniforme, est sometida a una aceleracin que se encuentra en el plano determinado por la trayectoria y dirigida hacia su centro. Esta aceleracin es llamada aceleracin centrpeta.Si existe aceleracin centrpeta, existe la llamada fuerza centrpeta Fc. Esta fuerza centrpeta tambin est dirigida hacia el centro de la trayectoria y es responsable del cambio de direccin del vector velocidad V. La magnitud de la aceleracin centrpeta es:

aC = ......................(1) Donde V es la rapidez (constante) y R es el radio de la trayectoria circular. La aceleracin centrpeta en funcin de la frecuencia angular es igual a:aC = 2 R..........(2) La aceleracin centrpeta en funcin de la frecuencia f y el radio de la trayectoria circular R es igual a:42 f 2 R....................(3)

Por la Segunda Ley de Newton, la magnitud de la fuerza centrpeta Fc ser de la forma siguiente:Fc = 42 f 2 R M.................(4)

V. PROCEDIMIENTOPrimera Parte: Determinacin del valor de la fuerza centrpeta a partir de las medidas de frecuencia f , del radio R y de la masa M.1. Haciendo uso de la balanza mide la masa M y posteriormente colcala en el equipo.2. Desconecta el resorte de la masa y elige un radio de giro mediante el indicador. Ajusta los tornillos que aseguran la base del indicador. Mide el radio con la r.3. Corre el eje del cual pende la masa M, hasta que la punta que se encuentra en su extremo inferior est ubicada justo sobre el indicador del radio de giro. Ajusta el tornillo en dicha posicin.4. Corre el contrapeso hasta que lo ubiques aproximadamente a la misma distancia del eje vertical al igual que la masa M. Ajusta el tornillo del contrapeso en dicha posicin.5. Vuelve a conectar el resorte a la masa M.6. Empieza a hacer rotar el eje vertical y aumenta la velocidad de giro la masa M hasta que la punta de esta pase exactamente por encima del indicador del radio de giro. Trata de mantener esta situacin dndola suaves impulsos al eje vertical, de esta manera la masa M estar describiendo muy aproximadamente un movimiento circular uniforme en un plazo horizontal. 7. Utiliza el cronmetro para medir el tiempo t que demora la masa M en realizar 10, 20 50 revoluciones completas.

8. El valor de la frecuencia f es igual al nmero de revoluciones (10, 20 50) dividido entre el tiempo t. Es decir:

f= nmero de revoluciones tiempo (segundos)9. Repite el proceso de medicin de la frecuencia, 5 veces y calcula el valor promedio.10. Utiliza la relacin matemtica (4) para que puedas obtener el valor de la fuerza centrpeta Fc. Este es el mtodo indirecto.

Segunda Parte: Determinacin del valor de la fuerza centrpeta en condiciones estticas.

1. Coloca el equipo tal y como se indica en ella.2. Observa la figura 3, y puedes demostrar que

T2 + T1 + Mg + Fr = Fr

Podemos observar que la fuerza Fr que ejerce el resorte es precisamente la fuerza centrpeta Fc que es responsable del movimiento circular.3. La magnitud de la Fuerza Fr es determinada colocando en equilibrio, el peso mg que es necesario para que la punta de la masa M pueda estar encima del indicador del radio de giro R.

Tercera Parte1. Sin retirar las pesas del portapesas observe que sucede cuando se coloca una masa de 200g sobre el mvil. Calcule el periodo de giro T.2. Procede a trazar un nuevo diagrama de fuerzas para responder esta observacin.3. Compara los valores del periodo de giro T, primero con la masa M y luego con la masa M + 200 . mrFrFr (dinas)

505505 x 978493890

602.5602.5 x 978589245

702.5702.5 x 978687045

927.5927.5 x 978907095

Tabla 01CasosRmfFcFr

(cm)(cm)(gr)(gr)(s-1)(s-1)(dinas)(dinas)(dinas)

6.40.055050.051.3030.088238497076.217550.12493890

7.50.05602.50.0513.7210.033025588163.35.732.533589245

8.50.05702.50.05142.4980.072556670624.711939.60687045

0.70.05927.50.05147.3480.115016802311.919671.88907095

VI. CUESTIONARIO 1. La fuerza centrpeta sobre que masa acta? Para el experimento realizado la fuerza centrpeta acta sobre la masa M.

2. Quin ejerce la fuerza centrpeta durante el movimiento?La ejerce el resorte.3. Cmo oper para mantener el mvil con movimiento circular uniforme? Para conseguir que el mvil se mantenga con velocidad circular uniforme se procedi dndole pequeos giros al eje respecto al cual giraba el mvil.

4. Cules han sido las causas de los errores cometidos en la primera parte de la experiencia?- Al medir el radio con la regla- Errores cometidos por el observador- Al tratar de mantener la masa M con movimiento circular uniforme.-En la medida del tiempo, tanto por parte del operador como del instrumento en si.-Errores originados debido a que la varilla que soporta a la masa M debe estar unido perpendicularmente al eje en su punto medio Errores sistemticos : cero de la regla valor mnimo de instrumento: regla, cronmetro, balanza-Errores aleatorios: Mediciones de las frecuencias-Error al girar la masa, al haber ido hecha manualmente, no hubo una fuerza constante, al moverse el cuerpo durante todo el tiempo, consecuentemente hubo variaciones en la velocidad angular5. De alternativas para medir la fuerza centrpetaUna alternativa para medir la fuerza centrpeta con un mayor grado de precisin seria la de emplear un sistema que nos permita mantener el nmero de revoluciones constante y a la vez nos permita contabilizar el nmero de vueltas con gran precisin.

6. Si usa diversos valores de masa como mvil, manteniendo constante el radio en el movimiento circular Qu cambios cree usted se produciran con respecto a la frecuencia y la aceleracin?Al aumentar la masa manteniendo el radio constante la frecuencia disminuye y por lo tanto la aceleracin tambin disminuira.

7. Verifique analticamente al paso anteriorDe la frmula:Fc = 42 f2 RM42 f12 RM1 = 42 f22 RM2M1 / M2 = f22 / f12

Y de la frmula ac = 42 f2 R se verifica que si la frecuencia disminuye la aceleracin disminuye la aceleracin disminuye.

8. Para la tercera parte determine los valores cinemticas de frecuencia , periodo, velocidad lineal (tangencial) y aceleracin centrpeta.R = 15.5 cmM = 650 gt = 18.469f = 20/18.469 = 1.082895663T = 1/1.028 = 0.92345ac = 7.17.5706445 cm/s2v = 105.4625288 cm/s2

VII. CONCLUSIONES

1.Se logra verificar las frmulas matemticas que gobiernan el movimiento circular uniforme.2. Se logra medir la fuerza centrpeta que acta sobre una masa que realiza movimiento circular uniforme.3.Se comprueba que si la masa aumenta la frecuencia y la aceleracin se ven afectados de manera que stas disminuyen.

VIII. BIBLIOGRAFA

MECNICA (volumen 1) Marcelo Alonso Edward J. finn

Trabajos Prcticos de Fsica,.. J. Fernandez yCentro de Estudiantes de Ing. UBA, Buenos Aires (1963) E. Galloni.

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