Universidad Rafael LandvarIngeniera IndustrialFsica IIInga. Becilia Pacheco

PRACTICA NO.3DETERMINACION DEL MOMENTO DE INERCIA POR CONSERVACION DE LA ENERGIA

Bryan Donis Palma1173815

RESUMENEn la prctica NO.3 DETERMINACION DEL MOMENTO DE INERCIA POR CONSERVACION DE LA ENERGIA se estudiaron las caractersticas del movimiento realizado por un conjunto de discos, el cual inicia su movimiento debido a una masa colgante.Esta prctica tena como objetivos estudiar la conservacin de energa en un movimiento rotacional, determinar el momento de inercia total del juego de discos, comparar el momento de inercial experimental con el terico, con el clculo de la masa y volumen de cada disco, se utiliz un punto de referencia, y se tom el tiempo que la masa colgante tardo en caer, variando la masa y en una misma altura. Se asumi que la inercia y la friccin en el eje son despreciables. Para esto se utiliz un juego de discos giratorios, un soporte universal, 5 masas de 50g con su gancho, y un cronometro. Se tom 5 veces el tiempo para cada masa, se obtuvieron 5 tiempos promedio. Se hizo el clculo de la inercia en cada masa con su respectiva incerteza.

FUNDAMENTOS TEORICOS

CONSERVACION DE ENERGIAElPrincipio de conservacin de la energaindica quela energa no se crea ni se destruye;slo se transformade unas formas en otras. En estas transformaciones, la energa total permanece constante; es decir, la energa total es la misma antes y despus de cada transformacin

1

Desplazamiento vertical (Y)2

SUSTITUCION 2

3

SUSTITUCION 3 EN 1

INERCIAEs la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado dereposoomovimiento, mientras lafuerzasea igual a cero, o la resistencia que opone lamateriaa modificar su estado de reposo o movimiento. Como consecuencia, un cuerpo conserva su estado de reposo omovimiento rectilneo uniforme si no hay una fuerza actuando sobre l.DISEO EXPERIMENTAL:

En la prctica se utiliz el siguiente equipo: Soporte universal Juego de discos giratorios Balanza 5 pesas de 50 g con su respectivo gancho Hilo Vernier

Figura no.1Fuente: propia

En base a los instrumentos antes listados se realiz el siguiente montaje:

Figura 2. Montaje empleado en la practica. Fuente: Manual de Fisica II , URL.

A continuacin se listan los principales pasos que se siguieron en la prctica:

Se armo el equipo como se muestra en la figura 2. Se enrollo el canamo en el segundo disco Se coloco el otro extremo del hilo en la masa colgante. Se midio un metro de altura desde la base de la mesa hasta el suelo. Se tomaron 5 tiempos de para cada masa y se obtuvieron 5 tiempos promedio. Se midio el radio de cada disco, para obtener la masa y el volumen.

DATOS OBTENIDOS

En las siguientes tablas se presentan los datos obtenidos en las distintas partes de las que consto el laboratorio. A continuacin solo se presentaran los datos sin ser procesados para determinar los resultados finales, que sern trabajados en la parte de clculos para justificar los resultados.

DATOS OBTENIDOSDATOS CALCULADOS

TABLA NO.1

TABLA NO.2

TABLA NO.3

MUESTRA DE CLCULOCalculo de Inercia Experimental

Calculo de Inercia teorica

Calculo de Inercia Experimental (Corrida 1)

0.010025 kg-m2Calculo de Inercia Teorica (Disco 2)

Comparacion entre valor teorico y practico

Tiempo promedio y desviacin

Ejemplo: Fila 1 en tabla 1:

Para calcular el , se utilizo la formula de la propagacin de incertidumbre de una multiplicacin, la frmula aplicada fue la siguiente:

En la aplicacin de la frmula para calcular la primera corrida:

Calculo Velocidad

Calculo acelaracion tangencial

RESULTADOS

Inercia total experimental = 0.00757 0.00116 Kg.m2Inercia total teorica = 0.00631 0.00000809 Kg.m2Error experimental=19.96%

Tabla No.2 (Aceleracin y Velocidad)

Tabla No.3 (Volumen y Masa)

DISCUSION DE RESULTADOS

En la prctica NO.3 DETERMINACION DEL MOMENTO DE INERCIA POR CONSERVACION DE LA ENERGIA por medio de conservacin de energas se determin la inercia del sistema de discos giratorios con la masa colgante. Se tom el tiempo 5 veces para cada masa y e obtuvieron tiempos promedio. Se utiliz la frmula:

Para obtener el promedio de la inercia experimental se utiliz esta frmula

Para obtener el momento de inercia de cada corrida y poder obtener un momento de inercia experimental promedio, el cual es:0.00757 0.00116 Kg.m2

Se determinaron los momentos de inercia para cada disco del sistema de discos giratorios con la siguiente formula:

Este valor fue considerada la Inercia terica de la prctica y se comparan con la inercia experimental obteniendo un error experimental de 19.96%. Las inercias deberan ser las mismas en teora, pero existen ciertos factores que pudieron afectar la prctica, como una mala lectura del cronometro o una mala determinacin del peso o de algn calculo.La inercia terica que se determin en esta prctica es de:0.00631 0.00000809 Kg.m2La aceleracin y la velocidad del sistema se obtuvieron con las formulas siguientes: Con estas frmulas se logr formar la ecuacin para obtener la inercia experimental del sistema de discos giratorios.

CONCLUSIONES Se utiliz la conservacin de energa en el sistema de discos giratorios y se obtuvo la inercia experimental del sistema.

Se compar la inercia experimental del sistema con la inercia terica.

Se obtuvo un error experimental de 19.6%

Se obtuvo la masa y el volumen de cada disco giratorio.

La inercia experimental fue de 0.00757 0.00116 Kg.m2

La inercia teorica que se determin mediante clculos fue de

0.00631 0.00000809 Kg.m2

REFERENCIAS

M. (2016).Manual de Fisica II(ed., Vol., pp.-93). Guatemala.

10