Movimiento de rodar en un plano inclinado

Carolina MndezDaniel CastellanosDaniel Fernando GambaJohana Alarcn Moya

Facultad de ingenieraFundacin Universidad Autnoma de Colombia

6 de Marzo 2015

1. Objetivos.

Evidenciar de forma practica el papel que juega la fuerza de rozamiento en el movimiento de un cuerpo(esfera o cilindro) Determinar la aceleracin de cada objeto que se utiliz en el plano inclinado. Mostrar de manera terica el procedimiento aprendido en el desarrollo de la prctica de laboratorio. Hallar los valores y ecuaciones experimentales para encontrar aceleraciones de cada objeto. Calcular la aceleracin terica con la aceleracin experimental basndonos en los datos obtenidos segn el experimento. Hallar los errores relativos del experimento segn el margen de error de cada instrumento.

2. Detalle Experimental

Cronmetro.

Un cronometro es un reloj de precisin para medir fracciones de tiempo muy pequeas. Figura 1: CronometroBscula La bscula es un aparato que sirve para determinar el peso (bsculas con muelle elstico), o la masa de los cuerpos (bsculas con contrapeso).[]Normalmente una bscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objeto que se quiere pesar. Figura 2: Balanza.

Objetos para clculo de aceleracin

Bolas de ping pongLas pelotas de ping pong son pequeas, ligeras y generalmente hechas de celuloide.

Figura 3: Ping pong

Esfera de metal Cuerpogeomtricolimitadoporuna superficiecurvacuyospuntosestntodosaigualdistancia deunointeriorllamadoCentro.

Figura 4: Esfera de metal

Plano inclinadoElplano inclinadoes unamquina simpleque consiste en una superficie plana que forma unngulo agudocon el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.

Figura 6: Plano inclinado

2. Marco Terico Consideremos un conjunto de slidos que tienen capacidad de rodar, esto es un cilindro, un ping pong y esfera, Cuando un cuerpo rodante se encuentra sobre un plano inclinado, dependiendo del valor del ngulo de inclinacin el cuerpo rueda o desliza, consideraremos para este laboratorio la primera opcin.

Figura 6: Montaje a emplear para el estudio de cuerpos rotantes.

Se pretende determinar, la fuerza de rozamiento, la aceleracin lineal con que se mueve el centro de gravedad. Todos ellos dependen del momento de inercia del cuerpo rodante. El perfil de todos los cuerpos rodantes en un plano inclinado es el mismo; en la figura 6 se muestran las fuerzas que actan durante el movimiento de rodadura del cuerpo.

3. Anlisis de datos

Anlisis practicoSe realiza el clculo de la aceleracin con la siguiente formula y se deja consignado en la tabla 1. Teniendo en cuenta que d = 0.68 m.

Tabla 1. Valores tomados y clculo de aceleracin

Calculando incertidumbre de aceleracin

Los valores dados en la tabla para aceleracin tendrn una incertidumbre sobre su valor de

Anlisis Terico

Anlisis para una esfera

Clculos de fuerza de friccin con datos de aceleracin experimental

0.85

Calculo de error relativo.

Anlisis para una esfera hueca

Clculos de fuerza de friccin con datos de aceleracin experimental

0.14

Calculo de error relativo.

Anlisis para un cilindro

Clculos de fuerza de friccin con datos de aceleracin experimental

1.4

Calculo de error relativo.

4. Conclusiones

Aunque el clculo de errores relativos numricamente no son significativamente altos, representan una falla importante ya que los valores de aceleracin estn dados en milsimas de segundo.

Se puede afirmar segn los clculos y las superficies de los objetos analizados, que, entre mayor sea el peso, mayor ser la aceleracin.

Los valores de aceleracin son proporcionales al coeficiente de friccin.

Referencias

http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/fisica/contenido/material-de-clase/Tema-6/Teoria-rodadura.pdf

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/plano_inclinado/plano_inclinado.htm#Movimiento de rodar sin deslizar