Todas las practicas de cinematica y dinamica

Manual de prácticas del Laboratorio de Mecánica

Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión

05 de agosto de 2011

Secretaría/División: División de Ciencias Básicas Área/Departamento:

Laboratorio de Mecánica Experimental La impresión de este documento es una copia no controlada

____________________________________________________________________________________________________

Página 1 de 8

PRÁCTICA 1

MOVIMIENTO RECTILÍNEO

UNIFORMEMENTE ACELERADO


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 2 de 8

OBJETIVOS

Determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea

sobre un plano inclinado.

Realizar las gráficas (s vs t), (v vs t) y (a vs t) que representan el comportamiento del movimiento

de dicho cuerpo.

EQUIPO A UTILIZAR

a) Riel con soporte.

b) Carro dinámico.

c) Interfaz Science Workshop 750 con accesorios.

d) Sensor de movimiento con accesorios.

e) Indicador de ángulo.

f) Computadora.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 3 de 8

ACTIVIDADES PARTE I

1. Con ayuda de su profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. Instale

el arreglo mostrado (Figura No.1) considerando el ángulo de inclinación de = 10 0.

Figura No. 1

El conector amarillo del sensor de movimiento debe estar conectado en el canal 1 de la

interfaz Science Workshop y el conector negro en el canal 2.

2. Encienda la computadora y la interfaz, espere a que cargue totalmente el sistema.

3. Dé doble clic en el ícono Data Studio, se muestra una ventana como la de la Figura No. 2. A

continuación haga un clic en Create Experiment mostrando así la ventana de la Figura No. 3.

Figura No. 2 Figura No. 3


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 4 de 8

4. Ahora, dando un click sobre el canal 1 de la figura de la interfaz (figura No. 3) se despliega una

lista de sensores (Figura No. 4) de la cual se debe seleccionar Motion Sensor haciendo doble

clic. El programa muestra que el sensor está conectado a la interfaz y listo para iniciar con el

experimento (Figura No. 5).


5. Con el fin de graficar el comportamiento de la posición del carro dinámico durante su

movimiento, arrastre de la parte superior izquierda la opción position ch 1 & 2 (m) a la parte

inferior izquierda sobre la opción GRAPH (Figura No. 8). Esta acción mostrará la ventana de

graficación (Figura No. 9).



Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 5 de 8

6. Coloque el carro dinámico sobre el plano inclinado en la posición inicial, dé un clic sobre el

botón Start y suelte el carro de manera que éste inicie su movimiento. Cuando el carro

dinámico alcance la posición final dé un clic sobre el botón Stop.

7. En el monitor se muestra la gráfica del comportamiento de la posición del carro dinámico. Con

la ayuda de su profesor borre los datos no deseados y observe si dicho comportamiento es el

esperado. Obtenga la tabla de los tiempos registrados.

8. Si la gráfica no es la esperada repita el experimento (actividades 6 y 7 hasta que la variación de

los datos registrados no cambie demasiado.

ACTIVIDADES PARTE II

1. Para obtener la magnitud de la aceleración del carro dinámico, sobre el menú de la ventana de

graficación dé un clic en el botón fit para ajustar la gráfica a una curva seleccionando la opción

Quadratic Fit.

2. Interprete el significado físico de cada uno de los coeficientes obtenidos.

A = ____________ [ ] B = ____________ [ ] C = ____________ [ ]

3. Determine el valor de la magnitud de la aceleración del carro dinámico.

a = _____________ [m / s2]

CUESTIONARIO

1. Reporte el valor de la magnitud de la aceleración y las ecuaciones obtenidas para: v = v(t) y

s = s(t).

2. Realice las gráficas (s vs t) , (v vs t) y (a vs t) y explique detalladamente si las gráficas

obtenidas representan el comportamiento de un movimiento rectilíneo uniformemente

acelerado.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 6/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 6 de 8

3. Con respecto a los valores obtenidos para la rapidez y posición, diga si estos corresponden a

los valores acorde con las condiciones iniciales del experimento.

4. Con ayuda de las ecuaciones de v = v(t) y s = s(t) complete la tabla No. 1 para los tiempos

registrados.

a = ____________ [ m / s2 ]

t [ s ] v [ m / s ] s [ m ]

Tabla No. 1

5. Obtenga la diferencia entre el valor de la magnitud de la aceleración y el valor de la

componente de la aceleración de la gravedad en la dirección de movimiento, Explique el porqué

de dicha diferencia.

6. Con el propósito de entender el significado físico de algunos elementos geométricos de las

gráficas, realice lo siguiente:

6.1 Con los datos registrados en la actividad 7 de la parte I, elabore nuevamente la gráfica

(s vs t) y trace una curva suave sobre los puntos obtenidos.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 7/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 7 de 8

6.2 Dibuje rectas tangentes a la curva en los puntos correspondientes a los tiempos

registrados y obtenga la pendiente de cada una de las rectas trazadas. ¿Qué representa

el valor de la pendiente de cada recta?.

6.3 Con los valores de las pendientes de las rectas y el tiempo correspondiente, elabore la

curva (v vs t).

6.4 Empleé el método de mínimos cuadrados ( ecuaciones I y II ) y obtenga la recta de ajuste,

así como la ecuación que determina la rapidez en función del tiempo.

22

2

ii

iiii

xxn

yxxyxb ................. ( I )

22

ii

iiii

xxn

yxyxnnm ..................... ( II )

6.5 ¿Qué representa la pendiente de la recta de ajuste?

6.6 De la ecuación obtenida en el punto 6.4, obtenga el valor de la magnitud de la aceleración

y elabore la gráfica (a vs t).

7. Compare el valor de la magnitud de la aceleración experimental con el obtenido de la gráfica

realizada a mano. ¿Qué concluye?

8. Elabore conclusiones y comentarios.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 8/8

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________

Página 8 de 8

BIBLIOGRAFÍA

MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn

Mecánica para Ingenieros, Dinámica

3ª edición

España

Editorial Reverté, S.A. 2000

HIBBELER, Russell C.

Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica

10ª edición

México

Pearson Prentice Hall, 2004

BEER, Ferdinand, JOHNSTON, E. Rusell y CLAUSEN, William E.

Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica

8th edición

México

McGraw-Hill, 2007


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 1 de 7

PRÁCTICA 2

CAÍDA LIBRE


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 2 de 7

OBJETIVO

Determinar la magnitud de la aceleración gravitatoria terrestre al nivel de Ciudad Universitaria.

EQUIPO A UTILIZAR

a) Soporte universal con accesorios b) Equipo de caída libre con accesorios c) Interfaz Science Workshop 750 d) Computadora e) Flexómetro f) Balín g) Sensor de tiempo de vuelo


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 3 de 7

ACTIVIDADES PARTE I 1. Con ayuda de su profesor verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. El equipo de

caída libre debe estar conectado al canal 1 de la interfaz.

Figura No.1

2. Encienda la computadora, la interfaz y active el software Data Studio, Figura No. 2.

Figura No. 2

3. Dando un clic sobre el canal 1 de la interfaz se muestra la lista de sensores de la cual debe

seleccionar Photogate. 4. Dando un clic sobre el canal 2 de la interfaz y de la lista de sensores mostrada debe seleccionar

Time of Flight Acccessory.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 4 de 7

5. De la ventana Experiment Setup de un clic sobre la ceja setup timers mostrando la ventana como la de la Figura No. 3.

Figura No. 3

6. Al dar un Clic sobre el icono de la fotocompuerta Ch 1, se deberá seleccionar blocked. 7. Al dar un clic sobre el icono del receptor de vuelo se deberá seleccionar la opción On, mostrando

así el estado que tiene cada sensor, Figura No. 4. Dé un clic sobre el botón Done para aceptar los cambios.

Figura No. 4

8. Seleccione timer 1 (s) y traslade hasta la opción Table para visualizar el tiempo de vuelo del balín. Figura No. 5.

Figura No. 5


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 5 de 7

9. Coloque el balín en el imán situado debajo del mecanismo de fijación.

10. Fije el mecanismo de sujeción a la distancia que indica la Tabla No.1. La distancia debe medirse desde la parte inferior del balín hasta la parte superior del pad receptor.

d [ cm ] Tprom. [ s ]

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tabla No. 1

11. De un clic sobre el botón Start. El sistema está listo para realizar el experimento. 12. Presione el disparador para liberar al balín, el tiempo en recorrer la distancia prefijada se muestra

en pantalla. 13. Repita el experimento hasta completar 10 eventos y al finalizar presione el botón Stop.

Nota. Al colocar el balín nuevamente espere a que el led situado a un costado del mecanismo de fijación no esté parpadeando.

14. Consigne el tiempo promedio en la Tabla No.1. Para obtener el promedio de los tiempos presione

el botón de sumatoria . 15. Repita las actividades para las distancias indicadas en la Tabla No. 1.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 6/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 6 de 7

16. Considerando las ecuaciones de movimiento para un cuerpo en caída libre, g = 9.78 m/s2 y los tiempos promedios obtenidos, complete la Tabla No. 2.

d [ cm ] Tprom. [ s ] g [ m / s2 ] % Error

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tabla No. 2

CUESTIONARIO 1. ¿Qué tipo de movimiento es el que se analizó? y ¿Por qué de dicha conclusión? 2. Describa las características físicas de una caída libre. 3. Escriba las ecuaciones de movimiento correspondientes a la caída libre tomando en cuenta las

condiciones iniciales del movimiento y el valor de g para d = 100 cm. 4. Realice las gráficas correspondientes de (s vs t), (v vs t) y (a vs t). 5. Analice el comportamiento de los valores obtenidos de g conforme se varía la distancia y elabore

sus conclusiones. 6. Si un cuerpo se suelta desde el reposo a gran altura, éste alcanza una rapidez terminal. Investigue

dicho concepto explicando detalladamente la forma de calcular esa rapidez terminal. 7. Mencione en su reporte, cuáles pudieron ser las causas de las variaciones en las mediciones

obtenidas.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 7/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 7 de 7

BIBLIOGRAFÍA

MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn Mecánica para Ingenieros, Dinámica 3ª edición España Editorial Reverté, S.A. 2000


Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica 10ª edición México Pearson Prentice Hall, 2004


Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica 8th edición México McGraw-Hill, 2007


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 1 de 7

PRÁCTICA 3

TIRO PARABÓLICO


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 2 de 7

OBJETIVOS

Verificar experimentalmente algunos aspectos relacionados con un tiro parabólico.

EQUIPO A UTILIZAR

a) Equipo de Tiro Parabólico con accesorios.

b) Interfaz Science Workshop 750 con accesorios.

c) Computadora.

d) Flexómetro

a) b)

c) d)


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 3 de 7

ACTIVIDADES PARTE 1 1. Con ayuda de su profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. Instale el

arreglo mostrado en la Figura No. 1, la fotocompuerta debe estar conectado en el canal 1 y el receptor en el canal 2 de la interfaz Science Workshop 750.

NOTA: Es importante que se utilicen los anteojos de seguridad para evitar accidentes.

2. Encienda la computadora (CPU y monitor) y la interfaz, dé doble clic en el ícono Data Studio y

espere a que cargue totalmente el sistema. 3. Dando un clic sobre el canal 1 de la interfaz, seleccione el sensor de fotocompuerta (Fotogate), y

dando un clic sobre el canal 2 de la interfaz, seleccione Time of Flight accessory.

Figura No.1


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 4 de 7

4. Para medir el tiempo de vuelo del tiro parabólico, dé clic en la ceja setup timers de la ventana Experiment Setup, mostrando así la Figura No. 2.

Figura No. 2

Al dar un clic sobre el icono de la fotocompuerta, Ch 1, se deberá seleccionar blocked y sobre el ícono que indica el sensor receptor, se deberá seleccionar la opción On, mostrando así el estado que tiene cada sensor, (Figura No. 3). Dé un clic sobre el botón Done para aceptar los cambios.

Figura No. 3

El sistema está listo para realizar el experimento.

5. Seleccione Timer y traslade hasta la opción Table para visualizar el tiempo de vuelo del balín

(Elapsed Time [s]).


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 5 de 7

6. Construya el arreglo mostrado en la Figura No. 4.

Figura No. 4

Con base en las ecuaciones para un tiro parabólico realice las mediciones correspondientes para:

6.1. Determinar la rapidez inicial del proyectil para un ángulo de disparo fijo. Para esto, dé un clic

sobre el ícono Start para iniciar el experimento y haga una serie de diez disparos; registre la

posición horizontal "x" de cada disparo, así como el tiempo de vuelo "t", el ángulo de disparo “” y la posición vertical "y" en la Tabla No. 1. Cuando se tenga la tabla completa presione el ícono de Stop para terminar el experimento.

Nota: Debe tenerse cuidado que la fotocompuerta no se active cada vez que se coloque el balín en el disparador.

= __________ [ o ] y = _____________ [ m ]

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 dprom.

X [m]

t [s]

Tabla No. 1

6.2. Obtener teórica y experimentalmente, para esos mismos valores, el valor del alcance máximo sobre el mismo nivel horizontal desde donde fue lanzado el proyectil.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 6/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 6 de 7

CUESTIONARIO 1. Obtenga teóricamente, cuál es el otro ángulo de disparo en que se debería colocar el disparador

para llegar a la misma posición dada por " x”. 2. Determine la expresión teórica que determina la altura máxima alcanzada por el balín y con base en

los datos obtenidos calcule dicho valor. 3. Con el promedio obtenido de la posición horizontal " x ", la posición en " y ", y el ángulo de disparo

considerado, obtenga la función y = f(x) y construya la gráfica de la misma. 4. Elabore sus conclusiones analizando los siguientes puntos:

a) La diferencia obtenida para el alcance horizontal teórico y el experimental del punto 6.2.

b) Si el experimento aclaró conceptos teóricos vistos en su clase de teoría y si obtuvo algún conocimiento adicional.

c) Algún otro aspecto que considere conveniente mencionar


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 7/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 7 de 7

BIBLIOGRAFÍA

MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn

Mecánica para Ingenieros, Dinámica 3ª edición España Editorial Reverté, S.A. 2000

HIBBELER, Russell C. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica 10ª edición México Pearson Prentice Hall, 2004

BEER, Ferdinand, JOHNSTON, E. Rusell y CLAUSEN, William E. Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica 8th edición México McGraw-Hill, 2007


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 1 de 6

PRÁCTICA 4

TRABAJO Y ENERGÍA


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 2 de 6

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la gráfica del comportamiento de la fuerza de un resorte en función de su deformación.

Obtener experimentalmente el valor numérico del coeficiente de fricción dinámico entre dos superficies secas mediante la aplicación del método del trabajo y energía.

Obtener las pérdidas de energía mecánica que se producen por el efecto de la fuerza de fricción.

Calcular la rapidez instantánea de un cuerpo durante su movimiento en una determinada posición de su trayectoria.

EQUIPO EMPLEADO

a) Riel de aluminio

b) Resorte

c) Placa de sujeción para resorte

d) Dinamómetro de 10 N

e) Bloque de madera con hilo

f) Flexómetro

a) b) c)

d) e) f)


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 3 de 6

ACTIVIDADES PARTE I 1. Conecte uno de los extremos del resorte al plano de sujeción sobre el papel milimétrico y el otro extremo se

acopla al dinamómetro previamente calibrado en forma horizontal como se indica en la Figura No.1.

Figura No. 1

2. Manteniendo al conjunto en dirección horizontal, aplique fuerzas de tensión al resorte por medio del

dinamómetro. 3. Anote en la Tabla No. 1 la elongación del resorte y la magnitud de la fuerza como evento número 1.

EVENTO F [ N ] [ mm ]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tabla No. 1

4. Repita las actividades 2 y 3 hasta completar la Tabla No. 1.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 4 de 6


1. Arme el arreglo que se muestra en la Figura No. 2.

Figura No. 2

2. Desplace el bloque hacia la derecha una distancia x cualquiera (no necesariamente igual a las registradas en

la Tabla No. 1) con el objeto de deformar el resorte. 3. Suelte el bloque y dejarlo que se mueva hasta que se detenga, registre el alcance máximo ℓ que alcanza

dicho bloque en la Tabla No. 2 medido a partir de la posición desde la cual se soltó. x = ____________ [m] Tabla No. 2

4. Repita las actividades 2 y 3 para la misma distancia x hasta completar la Tabla No. 2.

EVENTO Alcance máximo ℓ

[ m ]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 5 de 6

5. Consigne el valor de la masa del bloque m = ______________ [g] CUESTIONARIO

1. Con los datos consignados en la Tabla No. 1 elabore la gráfica correspondiente F = F ( ). Emplee el método de los mínimos cuadrados (ecuaciones I y II) para establecer las expresiones analíticas que muestren a la fuerza como función de la elongación.

II

xxn

yxyxn

m

I

xxn

yxxyx

b

k

i

i

k

i

i

k

i

i

k

i

i

k

i

ii

k

i

i

k

i

i

k

i

ii

k

i

i

k

i

i

k

i

i

.......................................

..............................

2

11

2

111

2

11

2

1111

2

2. Reporte el valor de la constante del resorte:

K = ____________ [N / m]

3. Con el empleo de la ecuación obtenida y mediante la aplicación del concepto de trabajo de una fuerza

demostrar que el trabajo total desarrollado por la fuerza del resorte UK al moverse el cuerpo de la posición inicial (1) a una posición intermedia (2), está dada por:

bxmxk 2

2

1

4. Con el empleo del modelo matemático del trabajo y la energía aplicado de la posición inicial (1) a la posición

intermedia (2), determine la magnitud de la rapidez V1 del bloque en la posición intermedia (2). 5. Aplicando el principio del trabajo y la energía de la posición intermedia (2) a la posición final (3), determine la

magnitud de la rapidez V2 del bloque en la posición intermedia (2). 6. Con el empleo de las ecuaciones obtenidas en los puntos 4 y 5, obtenga la ecuación que determina el

coeficiente de fricción dinámica


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 6/6

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 6 de 6

7. Con el valor promedio del alcance máximo ℓ, obtenga el valor numérico del coeficiente de fricción dinámica

μd = _____________ 8. Obtenga el porcentaje de diferencia entre los dos valores obtenidos en el punto 4 y 5 a partir de la ecuación

_____________100%1

21

x

v

vvD

9. Calcule las pérdidas en el sistema mecánico debido al efecto de la fuerza de fricción.

Uper = _________________ [Joule]

10. Elabore conclusiones y comentarios.

BIBLIOGRAFÍA





Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/5

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 1 de 5

PRÁCTICA 5

FRICCIÓN CINÉTICA


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/5

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 2 de 5

OBJETIVOS

Determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea sobre un plano inclinado.

Obtener el coeficiente de fricción dinámico entre dos superficies en contacto.

EQUIPO A UTILIZAR

a) Riel con soporte.

b) Polea ajustable

c) Interfaz Science Workshop 750 con accesorios.

d) Sensor de movimiento con accesorios.

e) Indicador de ángulo.

f) Computadora.

g) Bloque de madera

h) Conjunto de masas de 20, 50 y 100 gr.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/5

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 3 de 5

ACTIVIDADES PARTE I 1. Con ayuda de su profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. Instale el arreglo

mostrado en la Figura No. 1, considere = 10 0; mida la masa del bloque de madera y tome la pesa que permita que el sistema no permanezca en equilibrio.

Figura No. 1

2. Encienda la computadora y la interfaz, dé doble clic en el ícono Data Studio y espere a que cargue totalmente

el sistema. 3. Seleccione el sensor de movimiento dando clic sobre el canal 1 de la interfaz.

El sistema está listo para realizar el experimento. 4. Con el fin de graficar los datos de posición y tiempo durante el movimiento, basta arrastrar de la parte

superior izquierda la posición ch 1 & 2 (m) a la inferior izquierda sobre la opción GRAPH. Esta acción deberá mostrar la ventana de graficación.

5. Ya que se tienen los ajustes necesarios, coloque el bloque de madera sobre el riel. De un clic sobre el ícono

Start para iniciar el experimento y suelte el bloque.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/5

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 4 de 5

6. En la pantalla se mostrará la gráfica del comportamiento de la posición del bloque de madera. Observe si

dicho comportamiento es el esperado. Con la ayuda de su profesor, obtenga la tabla de los datos registrados. 7. En caso contrario, repita el experimento hasta que la variación de los datos registrados no cambie

demasiado. Para ello, seleccione Delete Data Runs de la opción experiment del menú principal. 8. Para obtener la magnitud de la aceleración del bloque dinámico, sobre el menú de la ventana de graficación

dé un clic en el botón fit para ajustar la gráfica a una curva seleccionando la opción Quadratic Fit. 9. Interprete el significado físico de cada uno de los coeficientes obtenidos.

A = ____________ [ ] B = ____________ [ ] C = ____________ [ ]

Determine el valor de la magnitud de la aceleración del bloque dinámico.

a = _____________ [ m / s2 ]

10. Repita los pasos 5 al 9, para realizar un nuevo experimento, con otra superficie, como una nueva actividad.

CUESTIONARIO

1. Reporte las ecuaciones obtenidas para s = s (t) y de ahí explique cómo se obtiene el valor la magnitud de la aceleración.

2. ¿Qué tipo de movimiento tiene el bloque de madera? 3. Haga el diagrama de cuerpo libre tanto para el bloque como para la pesa y establezca las ecuaciones de

movimiento para cada uno de ellos. 4. Obtenga el modelo matemático que determina el valor del coeficiente de fricción entre las superficies de

contacto. 5. Con el valor de la magnitud de la aceleración obtenida para cada evento, obtenga el valor del coeficiente de

fricción dinámica.


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/5

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 5 de 5

6. Determine las expresiones correspondientes para la rapidez en cualquier instante de cada evento. 7. Elabore sus comentarios y las conclusiones correspondientes de la práctica.

BIBLIOGRAFÍA



Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica 10ª edición México Pearson Prentice Hall, 2004


Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica 8th edición México McGraw-Hill, 2007


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 1/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 1 de 7

PRÁCTICA 6

MOMENTO DE INERCIA DE UN CUERPO RÍGIDO


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 2/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 2 de 7

OBJETIVOS

Calcular el momento de inercia de una barra de metal, utilizando dos métodos diferentes.

EQUIPO A UTILIZAR

a) Marco metálico con accesorios

b) Barra de metal

c) Interfaz Science Workshop 750 con accesorios

d) Flexómetro

e) Computadora

f) Vernier

g) Fotocompuerta


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 3/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 3 de 7

ACTIVIDADES PARTE I

1. Instale el arreglo mostrado en la Figura No. 1 y con ayuda de su profesor verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. Ajuste la fotocompuerta de tal manera que la barra de metal pase por la línea de acción del sensor.

Figura No. 1

2. Encienda la computadora y la interfaz, espere a que cargue totalmente el sistema.

3. Con ayuda de su profesor configure el software Data Studio para que detecte la fotocompuerta, la cual debe

estar conectada en el canal uno de la interfaz.

4. Para bloquear la fotocompuerta dos veces como se muestra en la Figura No. 2 (timing sequence choices) y poder medir el período de oscilación de la barra, debemos dar un clic en la ceja timer setup de la ventana experiment setup.

Figura No. 2


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 4/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 4 de 7

5. Dé un clic sobre la opción Done para aceptar la configuración.

6. Seleccione timer 1 (s), y traslade hasta la opción Table para visualizar el periodo de oscilación de la barra de metal.

El sistema está listo para realizar el experimento.

7. Desplace la barra fuera de su posición de equilibrio de tal manera que tenga con respecto a éste un ángulo

pequeño como se muestra en la Figura No. 3.

Figura No. 3

8. Suelte la barra desde el reposo y deje oscilar cinco veces, posteriormente presione star.

9. En la pantalla se mostrara el tiempo de oscilación. Después que la barra de metal haya realizado diez oscilaciones completas presione stop. Seleccione el icono de sumatoria y consigne el periodo promedio de oscilación.

Tprom = ___________ [s]


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 5/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 5 de 7


1. Mida la masa y las dimensiones de la barra según se muestra en la Figura No. 4.

a = ______ [ cm ] b = _____ [ cm ]

c = _______ [cm ]

m = _____ [ kg ]

Figura No. 4


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 6/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 6 de 7

CUESTIONARIO

1. Establezca un sistema de referencia normal – tangencial en el punto A (véase la Figura No. 3) y realice el diagrama de cuerpo libre de la barra de metal. Considere a la barra como un cuerpo homogéneo.

2. Obtenga las ecuaciones de movimiento.

3. Determine la ecuación diferencial que describe el movimiento de la barra de metal. Considere un ángulo de

desplazamiento pequeño, es decir, sen = .

4. ¿Qué tipo de movimiento representa dicha ecuación?

5. Obtenga la expresión correspondiente para el periodo de oscilación de la barra en función del momento de inercia de la barra de metal con respecto a su centro de masa IG.

6. Determine de la expresión obtenida en el punto anterior el momento de inercia IG.

IG = ____________________

7. Con las dimensiones de la barra obtenidas, obtenga su momento de inercia IG utilizando la expresión teórica correspondiente.

I’G = __________________

8. Compare los valores de IG e I’G y realice sus conclusiones.

9. ¿Diga si esta práctica le permitió reafirmar algunos conceptos teóricos vistos en clase y porqué?


Experimental

Código: MADO-02

Versión: 01

Página 7/7

Sección ISO 7.3

Fecha de emisión




____________________________________________________________________________________________________ Página 7 de 7

BIBLIOGRAFÍA




Todas las practicas de cinematica y dinamica

Documents