Experimento 5 dinámica y momento de inercia

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Experimento N°5
DINAMICA Y MOMENTO DE INERCIA
1. OBJETIVOS
· Verificar la segunda ley de Newton
· Determinar experimentalmente el momento de inercia
· Desarrollar los conceptos de fuerza, masa y aceleración.
· Verificar el cumplimiento de que la fuerza es igual a la masa por la aceleración
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Segunda Ley de Newton
Newton explica que si una fuerza produce movimiento acelerado sobre una masa, una fuerza del doble de magnitud producirá el doble de aceleración sobre la misma masa en la misma dirección que la produce.
Fuerza
Masa inercial
Aceleración
La aceleración es proporcional a la fuerza que se aplica y se da en la dirección sobre la cual dicha fuerza es aplicada.
La masa inercial es una medida de la inercia de un objeto, que es la resistencia que ofrece a cambiar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza. 
Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación.
Ejemplo:
Al rodar una canica sobre una mesa hasta que pierda el apoyo de la mesa, por inercia la canica tendería a continuar su trayectoria en línea recta, sin embargo, no se conserva la trayectoria en línea recta. Aunque la fuerza y la aceleración de la gravedad son hacia abajo en todo momento la trayectoria es hacia abajo.
Momento de Inercia
· Es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo, refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación.
· El momento de inercia solo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.
· El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme.
· Un mismo cuerpo tiene diferentes momentos de inercia, uno por cada eje de rotación que se considere.
Donde: I: Momento de Inercia
M: masa del elemento r: distancia de la masa puntual al eje de referencia
3. MATERIALES
· Carril, 1.5m 
· Carrito para medidas y experimentos
· Sensor de barrera luminosa(2)
· Contador digital
· Trípode variable
· Varillas de acero inoxidable(600mm) (2)
· Péndulo de barra con disco
· Nuez doble(2)
· Soporte universal de mesa
· Polea loca D=65mm
· Mango para polea
· Platillo para pesas de ranura,10g
· Pesa de ranura,10g (4)
· Pesa de ranura, 50g (3)
· Cinta métrica, 2m
· Sedal
4. PROCEDIMIENTO
· PARTE 1:
a. Disponer el sistema carril/plano en posición horizontal según la figura 1.
b. Coloca los sensores de barrera luminosa en los extremos de carril, y estos conectados al contador.
c. Coloca la polea con su mango en el soporte en un extremo del carril, colócala justo para que no roce con el borde de la mesa.
d. Pon una masa de 50g en la torre del carrito.
e. Ata un trozo de sedal (aprox. 1.4m) al carrito, y cuelga en el otro extremo el platillo para pesas de 10g.
f. Colocar el carrito en el carril cerca del primer sensor y sostenerlo (de manera que el carrito pueda empezar con velocidad inicial cero).
g. Sujeta el carrito cuando llegue al final del carril, toma nota de la masa m=10g, desplazamiento S (cm), S puede ser 60 cm, y el tiempo empleado t(s) en este tramo. Repite tres veces el experimento para obtener un tiempo promedio.
Anota los resultados en la tabla 1.
h. Repita el paso anterior aumentando la masa que de tracción: m=10, 20, 30, 40 y 50g. Anotar los resultados en la tabla 1.
· PARTE 2:
a. Disponer el sistema carril/plano en posición horizontal.
b. Colocar los sensores de barrera luminosa en los extremos del carril, y estos conectados al contador.
c. Colocar la polea con su mango en el soporte en un extremo del carril, colócala justo para que no roce con el borde de la mesa.
d. Pon una masa de 50g en la torre del carrito.
e. Ata un trozo de sedal (aprox. 1.4m) al carrito, y cuelga en el otro extremo el platillo para pesas de 10g, con una masa de 10g (m=20g).
f. Colocar el carrito en el carril cerca del primer sensor y sostenerlo (de manera que el carrito pueda empezar con velocidad inicial cero).
g. Sujeta el carrito cuando llegue al final del carril, toma nota de la masa m=10g, desplazamiento S (cm), S puede ser 60 cm, y el tiempo empleado t(s) en este tramo. Repite tres veces el experimento para obtener un tiempo promedio.
Anota los resultados en la tabla 2.
h. Repita el paso anterior aumentando la masa que de tracción: m=100, 150, 200 y 230g. Anotar los resultados en la tabla 2.
5. ANÁLISIS DE DATOS
Tabla 1
Complete los pasos 1 de acuerdo a los pasos g y h del procedimiento.
	mf(g)
	S(cm)
	t(s)
	F(N)
	t^2(s^2)
	a(cm/s^2)
	10
	60
	1,5312
	511,836
	2,3445
	51,1836
	20
	60
	0,7103
	4757,184
	0,5045
	237,8592
	30
	60
	0,5843
	10544,814
	0,3414
	351,4938
	40
	60
	0,5194
	17797,552
	0,2697
	444,9388
	50
	60
	0,4796
	26086,955
	0,2300
	521,7391
	Tabla 2
	Complete la tabla 2 de acuerdo a los pasos g y h del procedimiento.
	m(g)
	S(cm)
	t(s)
	t^2(s^2)
	a(cm/s^2)
	1/m(1/g)
	Ma(N)
	100
	60
	379,9
	144324
	0,000831
	0,01
	0,0831
	150
	60
	334,9
	112158
	0,001069
	0,006
	0,1603
	200
	60
	324,8
	105495
	0,001374
	0,005
	0,2748
	230
	60
	312,3
	97531
	0,001230
	0,0043
	0,2829
6. CUESTIONARIO
1.6. Exprese verbalmente la relación entre masa, fuerza y aceleración.
La masa esta relacionada directamente con la fuerza ya que al haber más masa es necesario ms fuerza para hacer q el móvil avance esto implica q adquiera cierta velocidad y por ende aceleración que está relacionada inversamente con la masa.
2.6 halle el producto ma de cuatro mediciones distintas, coloque estos resultados en la tabla 2.luego has la medida y compara el resultado con la fuerza aceleradora. ¿Que resulta? Exprese verbalmente el resultado.
F1= 0.0831 esta fuerza es menor que la fuerza promedio 
F2= 012603 esta fuerza es menor q la fuerza promedio
F3= 0.2748 esta fuerza es mayor que la fuerza promedio
F4= 0.2829 esta fuerza es mayor a la fuerza promedio
7. BIBLIOGRAFÍA.
· Física,Tipler,Paul A.,Edit. W.H.Freeman; 6a edición(2007)
· Manual de laboratorio de física UNI, 2009.
· Física universitaria,F.Sears, y M.Zemanski,Edit,Addison-Wesley Pearson 12a edición (2007). 
· Física Recreativa,S. Gil y E.Rodriguez, www.fisicarecreativa.com.