MESA NEUMÁTICA. Se pretende comprobar experimentalmente los siguientes movimientos:

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Carlos Quiroga Gil
hace 7 años
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1 MESA NEUMÁTICA 1. OBJETIVO Se pretende cmprbr experimentlmente ls siguientes mimients: I.-1 Tir prbólic. Es el resultnte de l cmpsición de ds mimients, un mimient unifrme en el eje X, tr mimient unifrmemente celerd en el eje Y. I.- Mimient de trslción rtción. Un mimient cmplej culquier se puede descmpner siempre en mimients de trslción de rtción purs.. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Tir prbólic V 0 V 0x Figur1. Tir Prbólic El tir prbólic es l cmpsición de ds mimients, un unifrme l lrg del eje X tr unifrmemente celerd l lrg del eje erticl Y. En l figur 1, tenems un prectil que se h disprd cn un elcidd inicil, frmnd un ángul θ cn l hrizntl. Ls cmpnentes de l elcidd inicil sn: cs θ sen θ (1) Cm el tir prbólic es l cmpsición de ds mimients, ls ecucines del mimient de un prectil bj un celerción cnstnte sn: Mimient bidimensinl 1

2 Eje X : Eje Y : x = 0 = cte 0 x t = x + t t 1 t Práctics de Físic Elimind el tiemp en ls ecucines que ns dn ls psicines x e, btenems l ecución de l trectri, que tiene l frm = x + bx + c, represent un prábl. Obtenems l ltur máxim cund l cmpnente erticl de l elcidd es cer, el lcnce hrizntl x cund el cuerp retrn l suel. mx 0 sen θ sen θ = H = xmx = R = (3) 0 () Mimient Circulr Unifrme Un mimient circulr unifrme es quél cu elcidd ngulr, ω, es cnstnte, pr tnt, l celerción ngulr, α es nul. L ecución del mimient iene descrit pr l expresión: dθ θ = θ + ωt ω = (4) dt 3. MATERIAL UTILIZADO L mes neumátic cnst de un superficie de experimentción que es un plc de cristl sbre l que deslizn ds móiles cilíndrics (ó deslizdres) que llen incrprd un entildr eléctric pr prducir un clchón de ire que les permite desplzrse prácticmente sin rzmient. L trectri que describen ls móiles l registrn uns electrds que dejn uns mrcs sbre el ppel de registr metlizd. Ests mrcs se deben descrgs de lt tensión relizds interls fijs de cuerd un frecuenci seleccind. Pr que ls descrgs se prduzcn, es necesri pulsr el btón de registr situd en un de ls esquins de l mes. Ls electrds que registrn el mimient sn de ds tips, ls denminds electrds centrles que se encuentrn en l superficie de ls móiles ó deslizdres el denmind electrd dicinl, que puede clcrse en ls diferentes tips de nills que pueden cplrse ls móiles. (Ver Descripción del Mteril en ls hjs que se presentn en el lbrtri). Td mnipulción de ls móiles deberá relizrse cn grn cuidd fuer de l mes pr eitr culquier dñ l idri de l mism. Mimient bidimensinl

3 4. EXPERIMENTACIÓN Cn l mes neumátic se pueden cnseguir mimients en ds dimensines en cndicines csi exents de rzmient. Antes de cd experiment: - Deben segurrse de que el ppel de registr metlizd está bien clcd sbre l mes. - Se tendrá especil cuidd en relizr crrectmente ls cnexines pertinentes. - Se cmprbrá l hrizntlidd de l mes cn un de ls móiles en mrch, erificnd que éste n se desplce. Si fuese necesri se puede intrducir debj de ls pts de l mes un pedz de ppel pr cnseguir l hrizntlidd. N mnipulr ls trnills que se encuentrn en ls értices. - Se relizrán enss sin mrcr hst lgrr un mnej decud, cn el fin de n mlgstr inútilmente el ppel de registr. - Seleccinen el períd de ls mrcs (se trbjrá siempre un frecuenci de 50 Hz, 50 mrcs pr segund), nótese pr su psterir us en l etp de nálisis de ls dts. 4.1 Tir prbólic ) Trs liner hrizntlmente l mes, ést se inclinrá utiliznd un piez de ltur h frmnd un pln inclind de ángul senα = h/l, siend L l lngitud de l mes. b) Equipen el deslizdr cn un de ls nills que se indicn en l descripción del mteril cn un ms dicinl. c) Den l deslizdr un impuls desde l prte inferir hci rrib cn un ciert ángul. Se debe ensr ris eces ntes de pulsr el btón de registr pr encntrr l frm más decud de relizr l prábl. Un ez btenid l trectri prbólic del mimient (er figur ), se h de dr un interpretción l experiment tl cm se indic cntinución: prtir del értice de l prábl tmen interls igules de tiemp tnt en l rm de l izquierd cm en l de l derech (el tiemp signd cd trz impres sbre el ppel iene dd pr el lr de l frecuenci de mrcje). Trznd prtir de ls punts elegids línes erticles hrizntles, pueden bserr l descmpsición del mimient btenid en trs ds: un unifrme en el eje X tr unifrmemente celerd en el eje Y. Se puede bserr fácilmente que en tiemps igules ls espcis recrrids sbre el eje X sn igules (elcidd cnstnte), mientrs que sbre el eje Y n curre l mism. Determinen ls lres de l elcidd inicil de l celerción. A prtir de ls espcis recrrids en el eje X de ls tiemps empleds en ell, se puede determinr el lr de 0x, junt l ángul θ (medid directmente cn un trnsprtdr de ánguls) btener 0. Preimente deberán seleccinr el punt inicil del mimient dibujr el ectr 0 tngente l trectri, tl cm se indic en l figur 1. Mimient bidimensinl 3

4 Cn ls lres de l elcidd inicil de l celerción pueden determinr l ltur el lcnce máxims, cmprrls cn ls medids directmente sbre el ppel, scnd ls cnclusines prtuns. De l plicción de l º le de Newtn un pln inclind se puede clculr fácilmente el lr de. Cmpren este lr sí clculd cn el lr btenid trés de ls fórmuls del tir prbólic, pudiéndse de est frm elur si h influid, ó n, el rzmient entre l superficie del deslizdr el ppel que registr l trectri. 4. Mimient Circulr Unifrme ) Cmprueben l hrizntlidd de l mes. b) Clquen en el deslizdr un de ls nills, en l periferi del nill sitúen el electrd dicinl. c) Cnecten el mtr del deslizdr cnfiern éste un mimient simultáne de gir trslción. d) Presinen el btón de registr trs l puest en mimient del deslizdr, dejnd de pulsr cntinución mu breemente pr pulsr de nue. De este md se pdrán trzr sin mbigüedd ls rdis entre ls mrcs de ls ds electrds crrespndientes tiemps igules (er figur 3). Se pueden bserr ds trectris: un rectilíne descrit pr el electrd centrl que crrespnde l centr de mss del sistem, tr circulr descrit pr el electrd periféric cn elcidd ngulr prácticmente cnstnte cund tl mimient se refiere l centr de mss. A trés de ls rdis trzds entre mbs trectris, cmprueben que el mimient descrit pr el electrd periféric es circulr unifrme. Determinen el lr de l elcidd ngulr trés de l medid del ángul θ (medid directmente cn un trnsprtdr de ánguls) del tiemp empled en su desplzmient (er figur 4). En tds ls rdendres del lbrtri está instld l hj de cálcul Excel el prcesdr de dts Wrd. Tds ls rdendres se encuentrn en red cn un impresr, ubicd en el lbrtri, dispnible pr l impresión de ls dts gráfics que deseen. Mimient bidimensinl 4

5 Mimient bidimensinl 5

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