Dinámica de rotación: cálculo del momento de inercia.

09 de Enero de 2012

Universidad de Santiago de Chile. Facultad de Ciencia. Departamento de Física.
Profesor: Ana Sandoval.

Resumen.
En este experimento se determinó el momento de inercia de una hélice de forma experimental y teórica. El análisis de este experimento se dio por la relación , en donde r era el radio de la varilla y T la tensión del hilo. La tensión la obteníamos a través de cálculos aplicando la segunda ley de Newton y así también obteníamos la aceleración angular. Luego a través del gráfico Torque v/s A.angular se obtuvo el I experimental y a través de  se obtuvo el I teórico.

1. Objetivo.
Determinar experimentalmente el momento de …ver más…

Para ello, se utilizó un montaje mostrado en la imagen 1, el cual estaba conectado al programa “DataStudio”. Al tener armado nuestro montaje, se procedió a trabajar.

Al tener un objeto de masa constante en un extremo del hilo (inferior a 100g), se dejó caer por caída libre a través de la fotopuerta, logrando que la hélice alcance cierta aceleración en un período de tiempo determinado. Al repetir este experimento con 5 masas diferentes, se consiguió una tabla de datos, cuyo gráfico nos proporcionó los resultados necesarios para lograr los objetivos.

5. Resultados.

Se calcularon los datos en base a las siguientes fórmulas:

Para un r= 0.01475 m.

α rad/s2
Γ Nm a m/s2 m gr
T N
3.003
1.03e-3
0.0443
7.19
0.070
3.342
1.27e-3
0.0493
8.780
0.086
3.728
1.46e-3
0.0550
10.22
0.099
4.901
2.09e-3
0.0723
14.57
0.142
6.427
2.82e-3
0.0948
19.69
0.191
8.475
3.84e-3
0.1250
27.22
0.260

m=0.02367 kg.
L= 038 m.

La diferencia entre ambos valores se debe a errores sistemáticos.

6. Análisis de Resultados

En el experimento ocupamos los siguientes datos: α (velocidad angular), τ (torque), a(aceleración), m(masa), r (radio).
Con el programa DataStudio mediamos la velocidad de la hélice en el tiempo, el cual el ajuste lineal nos daba la aceleración. Con la fórmula: α=a/r sacamos la aceleración angular, donde ‘’a’’