FUERZA CENTRÍPETA
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1. Comparando 1 y 2 T2 22074 T 1 41 T Ponga el sistema en movimiento de rotaci n lentamente hasta que la fuerza centr peta sea nuevamente igual a 0 6N Mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo Qu sucedi con el periodo de rotaci n El periodo disminuy A qu conclusi n se llega con el experimento Disminuyendo el radio de la trayectoria y manteniendo constantes la fuerza centr peta y la masa del sistema el periodo de rotaci n tambi n disminuye 13 142. fuerza centripeta medida es igual a la fuerza centripeta calculada S la intensidad de la fuerza centripeta indicada en el dinam metro es igual al valor calculado 11 DETERMINACI N DE LA FUERZA CENTR PETA EN FUNCION DE LA VELOCIDAD ANGULAR RESPUESTAS dinam metro 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 Z m kg 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 R m 0 180 0 180 0 180 0 180 0 180 10 oscilaciones 15 1 13 1 11 8 11 0 10 0 T s 1 51 1 31 1 18 1 10 1 00 4 16 4 79 5 92 5 71 6 28 w rad s 5 17 3 22 9 28 3 32 6 39 4 2 105 resultados de la tabla anterior dibuje el gr fico f w fuerza en funci n de la velocidad angular A as EEE EE EET EEE soe so 0 50 o 0 60 5 71 0 70 6 28 ae ee a annann 628 ayy 6cm A w m M A N in 3 C mo se llama la curva encontrada en el gr fico de en funci n de la Par bola 4 Linealice el gr fico Fc f w Para hacerlo deber trazar un gr fico de la fuerza centr peta en funci n de la velocidad angular al cuadrado f w 0 30 17 30 0 40 22 9 0 50 28 3 0 60 32 6 0 70 39 4 8cm E 2 Q 39 4 24 0 203 ray 8 571M Fc 0 70N 11 12 13 15 16 1
3. n Regule la tensi n aplicada al motor para que la intensidad de la fuerza centr peta indicada en el dinam metro sea igual a 0 50N En esta situaci n el cordel que sostiene el cuerpo de prueba debe quedar en posici n vertical Deje que el sistema gire por un tiempo hasta estabilizarse Con el cron metro manual mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo del movimiento circular uniforme Tes Calcule la frecuencia del movimiento circular uniforme PE Calcule la velocidad angular del movimiento circular uniforme 2T Q Calcule el valor de la fuerza m R o fuerza centr peta m masa R radio de la trayectoria velocidad angular T periodo de oscilaci n Calcule el error relativo entre la fuerza centr peta calculada y la fuerza centr peta experimental indicada por el dinam metro Er __ Compare el valor calculado de la fuerza centr peta con el valor indicado por el dinam metro Considerando la tolerancia a errores 5 podemos afirmar que la fuerza centripeta medida es igual a la fuerza centripeta calculada DETERMINACI N DE LA FUERZA CENTR PETA EN FUNCION DE LA VELOCIDAD ANGULAR 1 Modifique la posici n del dinam metro y repita los procedimientos anteriores para encontrar otros valores de la fuerza centr peta y completar la tabla F N dinam metro 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 N 1 2 3 4 5 2 los resultados de la tabla an
4. 7 Determine los coeficientes angular y lineal del gr fico f a Coeficiente angular 0 018kg m Coeficiente lineal 0 Considerando la tolerancia a errores de 5 compare el coeficiente angular del gr fico Fc f w con el producto de m R Son iguales S pues A 0 018kg m y m R 0 1kg 0 18m 0 018kg m Cual es el significado del coeficiente angular El coeficiente angular del gr fico es igual al producto de la masa por el radio de la trayectoria Qu relaci n de proporcionalidad existe entre la fuerza centripeta y la velocidad angular Analizando los gr ficos se puede notar que la fuerza centripeta es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad angular y la constante de proporcionalidad es el producto de la masa por el radio de la trayectoria A 0 018 B 0 gt 0 0180 Escriba la f rmula que permite calcular la fuerza centr peta en funci n de la velocidad angular m R o Coloque lentamente el sistema en movimiento de rotacion hasta que la fuerza centripeta sea nuevamente igual a 0 6N Mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo T s_ Qu sucedi con el periodo de rotaci n El periodo aument A qu conclusi n se llega con el experimento Al aumentar la masa del sistema manteniendo constantes la fuerza centr peta y el radio de la trayectoria el periodo de rotaci n aumenta m R o Pee mR 1 Fc O o
5. DE LA FUERZA CENTRIPETA EN EL MCU Procedimientos 1 Monte el equipo como se muestra en la foto siguiendo los pasos indicados en la p gina 4 N Zar gt sj 2 Conecte la fuente variable a un tomacorriente cuidado con la tensi n del tomacorriente que debe ser compatible con la de la fuente 3 Conecte el cable del motor 12V a los bornes de la fuente de tensi n variable de O 12V CC 4 Ajuste la posici n del cuerpo de prueba para que el radio de la trayectoria sea igual a 18cm utilice una cinta m trica para medirlo R 0 180m 5 Regule la posici n del cuerpo de prueba de 1000 suspenso del cordel para que dicho cordel quede vertical como se muestra en la foto Mediante este procedimiento el dinam metro determinar un valor Ajuste el dinam metro para la fuerza centripeta deseada AJUSTE DEL RAIO E DE LA TRAYECTORIA QQ A AJUSTE DEL DINAMOMETRO 6 Escoja un valor para la fuerza centr peta igual a 0 50N Sostenga el cuerpo de prueba de 100g y mueva el dinam metro hacia arriba o hacia abajo para ajustar la intensidad de la fuerza centr peta F 0 50N 7 Fije al otro lado de la plataforma una masa de 100g para establecer un equilibrio contrapeso 11 12 13 14 15 16 Conecte la fuente de tensi n y tome cuidado para obtener una tensi n inicial igual a cero Aumente gradualmente la tensi n y observe el movimiento de rotaci
6. Manual de Instrucciones y Gu a de Experimentos FUERZA CENTRIPETA OBSERVACI N SOBRE LOS DERECHOS AUTORALES Este manual est protegido por las leyes de derechos autorales y todos los derechos est n reservados Est permitida y garantizada para instituciones de ense anza no obstante la reproducci n de cualquier parte de este manual para que se la suministre y utilice en los laboratorios pero no para su venta Su reproducci n bajo cualquier otra circunstancia sin la debida autirizaci n de la AZEHEB est terminantemente prohibida GARANTIA La AZEHEB garantiza este producto contra defectos de fabricaci n por un periodo de 3 a os a partir de la fecha de env o al cliente La AZEHEB reparar o cambiar el producto defectuoso si se constata que el defecto fue ocasionado por problemas en los materiales que lo componen o por fallas en su fabricaci n Esta garant a no cubre problemas ocasionados por abuso o debidos al uso incorrecto del producto La determinaci n de si el defecto del producto es resultado de una falla de fabricaci n o si fue ocasionado por uso indebido ser llevada a cabo nicamente por la AZEHEB R Arthur Bernardes 137 2 andar CEP 36300 076 WW SONS SE TD S o Jo o Del Rey MG Brasil amp Oa u FI LY Laboratorios de FISICA Direccion AZEHEB Laboratorios de Fisica Tel fono 55 32 3371 3191 E mail exportacion azeheb com COMPONENTES pd U
7. hk W 16 17 18 Cant 01 01 01 01 01 01 01 01 01 02 02 01 01 01 01 01 01 01 Descripci n tripode de 3kg con patas niveladoras dinam metro de 2N con precisi n de 0 02N dinam metro de 1N con precisi n de 0 01N cordel motor de 12V con reductor de velocidad 3 poleas y cable de conexi n plataforma giratoria de 50cm con soporte para fijaci n torre para fijar el dinam metro torre para colgar el cuerpo de prueba cuerpo de prueba de 100g con tres ganchos cuerpos de prueba de 100g cuerpos de prueba de 50g Clavija para marcar el tiempo cron metro manual con precisi n de 0 01s roldana con radios con 2 microrodamientos fuente de alimentaci n variable de O a 12V y 1 5A e interruptor selector de 127 220V cinta m trica de 2m correa de caucho varilla de 17cm con tres poleas y dos rodamientos blindados MONTAJE PASO A PASO p DETALLES DE MONTAJES Detalle 1 Detalle 2 2 Detalle 3 DETALLE 1 La colocaci n del cordel para suspender el cuerpo de prueba es triangular como se muestra en la foto El cuerpo de prueba se monta de 100g para 200g como muestra la imagen DETALLE 2 ADELANTE Y ATR S Detalle de montaje de roldana con radios torre para fijar el dinam metro y torre para colgar el cuerpo de prueba y DETALLE 3 Las roldanas deben quedar alineadas como se muestra en la foto EXPERIMENTOS DETERMINACI N EXPERIMENTAL
8. o Qu sucedi con el periodo de rotaci n A qu conclusi n se llega con el experimento En el experimento anterior N4 tabla trabajamos con una masa de 100g y encontramos una fuerza centripeta de 0 60N Reduzca el radio de la trayectoria a 13cm y ajuste la fuerza centr peta para indicar una intensidad de 0 60N Ponga el sistema en movimiento de rotaci n lentamente hasta que la fuerza centripeta sea nuevamente igual a 0 6N Mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo Qu sucedi el periodo de rotaci n A qu conclusi n se llega con el experimento DETERMINACI N EXPERIMENTAL DE LA FUERZA CENTRIPETA EN EL MCU RESPUESTAS 11 12 13 14 15 16 Con el cron metro manual mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo del movimiento circular uniforme T 11 8s Calcule la frecuencia del movimiento circular uniforme gt f 0 850Hz Calcule la velocidad angular del movimiento circular uniforme 21 a 5 32 rad s T 1 18 Calcule el valor de la fuerza centripeta m R o 0 100 0 180 5 32 0 509N Calcule el error relativo entre la fuerza centripeta calculada y la fuerza centripeta experimental indicada por el dinamometro _ 0 509 0 500 0 500 Er 1 8 Compare el valor calculado de la fuerza centr peta con el valor indicado por el dinam metro Considerando la tolerancia a errores 5 podemos afirmar que la
9. terior dibuje el gr fico f w fuerza centripeta en funci n de la velocidad angular m kg 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 R m 0 180 0 180 0 180 0 180 0 180 10 ME Ara rad s Fc 0 3 C mo se llama la curva encontrada en el gr fico de en funci n de la _ 4 Linealice el gr fico Fc f w Para hacerlo deber trazar un gr fico de la fuerza centr peta en funci n de la velocidad angular al cuadrado f w 5 Determine los coeficientes angular y lineal del gr fico f w Coeficiente angular Coeficiente lineal A __ B 10 11 12 13 14 15 16 17 10 Considerando la tolerancia a errores de 5 compare el coeficiente angular del gr fico Fc f w con el producto de m R Son iguales Cu l es el significado del coeficiente angular Qu relaci n de proporcionalidad existe entre la fuerza centr peta y la velocidad angular Escriba la f rmula que permite calcular la fuerza centr peta en funci n de la velocidad angular En el experimento anterior N4 tabla trabajamos con una masa de 100g y encontramos una fuerza centr peta de 0 60N Doble la masa colgada del cordel acrecentando dos masas de 50g una a cada lado Coloque el sistema lentamente en movimiento de rotaci n hasta que la fuerza centr peta sea nuevamente igual a 0 6N Mida el tiempo de 10 rotaciones y encuentre el periodo T
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