NOMBRE DE LA PRÁCTICA. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE VARIADO

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1 I.P.N. LABORATORIO DE FÍSICA I C.E.C. y T. LÁZARO CÁRDENAS PRÁCTICA No. 15 NOMBRE BOLETA GRUPO TURNO FECHA ****************************************************************************** I.- II.- III.- IV.- NOMBRE DE LA PRÁCTICA. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE VARIADO OBJETIVOS. 1) Representará el fenómeno físico mediante un dibujo del equipo de laboratorio. 2) Determinará tres desplazamientos angulares mediante el equipo de laboratorio. 3) Medirá los tiempos respectivos utilizando los cronómetros. 4) Calculará la aceleración angular constante, mediante el análisis de un movimiento angular uniformemente variado. 5) Relacionará el movimiento circular o angular uniformemente variado con el rectilíneo uniformemente variado, mediante la similitud de sus ecuaciones. MATERIAL Y APARATOS EMPLEADOS. 1 Equipo de movimiento formado por : 1 Aro metálico de 32 cm de radio. 1 Juego de pesas 3 Cronómetros 1 Porta-pesas de aluminio de peso despreciable. 3 Metros de hilo de seda. 2 Varillas con base de metal de 80 cm de longitud. 1 Doble nuez. 2 Trípodes. 1 Polea con mango. CONSIDERACIONES TEÓRICAS. Se llama Movimiento Circular Uniformemente Variado, al de una partícula que se mueve alrededor a un eje de una circunferencia, experimentando variaciones iguales de velocidad angular durante intervalos de tiempos iguales. Cuando varía la velocidad angular de un cuerpo en rotación, se dice que el cuerpo posee aceleración angular, por lo tanto, la aceleración angular se define como la relación de la variación de velocidad angular con respecto a la variación de tiempo. = t t t 0 0

2 La aceleración angular se representa por la letra griega ALFA : ( ) En este movimiento la velocidad angular es variable y la aceleración angular es constante. El movimiento circular uniformemente acelerado, tiene las mismas características que el rectilíneo uniformemente acelerado y cumple las relaciones de el desplazamiento angular, el tiempo, velocidad angular y la aceleración angular, siendo sus ecuaciones las siguientes : = 0 + t 2 = = 0 t + ½ t 2 Recordando que : V = R ; A t = t V y que A t = R t Como ( V ) esta variando en su magnitud, tenemos que : A t = V t R R t Siendo A t : Aceleración lineal (tangencial). A C = V = R 2 = V 2 R Siendo A C : Aceleración Radial o Centrípeta.

3 ACELERACIÓN TANGENCIAL. Al ser variable la velocidad angular, la velocidad tangencial también es variable en magnitud, además de ser variable en dirección. Debido a esta variación de la magnitud de la velocidad tangencial, tenemos una aceleración en la misma dirección que la velocidad tangencial, llamada Aceleración Tangencial. La Aceleración Total del movimiento, es la suma vectorial de las aceleraciones Centrípeta y Tangencial, que en magnitud es : A = A C 2 + A t 2 = ( R 2 ) 2 + ( R ) 2 V.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. El hilo de seda se enrolla por uno de los extremos en la horquilla y por el otro extremo se hace pasar por una polea, colocándole el porta-pesas de aluminio, aplicándole una fuerza (peso) para que nos produzca una aceleración. En el aro del equipo de movimientos se marca un punto haciendo referencia con la varilla del freno. Partiendo del reposo, podemos medir el desplazamiento angular en vueltas y usando cronómetros medimos el tiempo para cada desplazamiento.

4 VI.- CUESTIONARIO. 1.- Describirá el experimento realizado, mediante un dibujo del equipo de laboratorio. 2.- Determinar tres desplazamientos angulares. 1 = revoluciones = radianes 2 = revoluciones = radianes 3 = revoluciones = radianes 3.- Medir los tiempos de los tres desplazamientos anteriores. t 1 = segundos. t 2 = segundos. t 3 = segundos. 4.- De los datos obtenidos en el equipo de movimiento, Calcular : a) La magnitud de la aceleración angular ( ). + 1 = rad. / s 2 2 = rad. / s 2 3 = rad. / s 2 b) La magnitud de la velocidad angular ( ). 1 = rad. / s 2 = rad. / s 3 = rad. / s c) La velocidad tangencial ( V t ) para cada desplazamiento. ( R = 32 cm ). V t1 = cm / s V t2 = cm / s V t3 = cm / s

5 d) La aceleración tangencial ( A t ). A t1 = cm / s 2 A t2 = cm / s 2 A t3 = cm / s 2 e) La aceleración normal o centrípeta ( A C ). A C1 = cm / s 2 A C2 = cm / s 2 A C3 = cm / s 2 f) La aceleración total ( A ). A 1 = cm / s 2 A 2 = cm / s 2 A 3 = cm / s Citar tres ejemplos prácticos donde considere que se aplique el movimiento circular uniformemente variado. 6.- Cuales son las aceleraciones que se presentan en el M.C.U.V.?

6 7.- Cómo es la magnitud y dirección de la aceleración tangencial en el M.C.U.V.? 8.- Cómo es la magnitud de la aceleración angular? VII.- CONCLUSIONES.

7 B I B L I O G R A F I A 1) TIPPENS E. PAW, FÍSICA, CONCEPTOS Y APLICACIONES, ED. Mc. GRAW HILL 5a EDICIÓN. 2) PAUL G. HEWITT, CONCEPTOS DE FÍSICA, ED. LIMUSA 1a EDICIÓN. 3) PERELMAN I, FÍSICA RECREATIVA, ED. MIR. 4) SALVADOR MOSQUEIRA, FÍSICA UNIVERSITARIA, ED. PATRIA. 5) GENZER-YOUNGNER, LABORATORIO DE FÍSICA (INVESTIGACIONES) ED. P.C.S.A. RESNICK-HALLIDAY, FÍSICA, ED. C.E.C.S.A.