Descripción

No es común encontrar en el laboratorio de física instrumentos para el estudio completo de las leyes del movimiento de rotación. Este argumento, en efecto, viene normalmente desplazado a un segundo lugar respecto al movimiento rectilíneo. El material que presentamos permite estudiar ya sea el movimiento de rotación que el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

El interés didáctico de los experimentos que se pueden realizar con este aparato permite al alumno:
– familiarizarse con las magnitudes angulares que caracterizan el movimiento de rotación;
– aprender a relacionar la gráfica distancia-tiempo con la gráfica velocidad-tiempo y aceleración-tiempo;
– aprender a reconocer las semejanzas entre las leyes del movimiento rectilíneo y el rotatorio;
– aprender a calcular el momento de inercia de los cuerpos;
– verificar el principio de conservación de la energía

EXPERIENCIAS REALIZABLES

– Origen del movimiento armónico;
– El movimiento rotatorio uniformemente acelerado;
– El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado;
– Segunda ley de la dinámica de newton;
– Determinación de la relación entre aceleración angular y momento de la fuerza;
– Cálculo dinámico del momento de inercia;
– Transformación de la energía potencial en energía cinética de traslación y de rotación.

Material suministrado

1 Soporte de trípode con barra y dispositivo de bloqueo 1 Husillo montado sobre doble cojín de esferas 1 Barra con esfera 1 Balancín con dos masas deslizantes 1 Disco de aluminio, diámetro 320mm 1 Disco de aluminio, diámetro 220mm 1 Platillo portapesas 5 Pesas de disco de 10g

5 Pesas de disco de 20g 1 Abrazadera de mesa 1 Nuez 1 Asta con polea 1 Barra metálica de 10×500 mm 1 Madeja de cuerda 1 Guía de los experimentos

Material necesario no suministrado

1 Sensor de distancia cód. 9041 + interfaz, o también el sensor de distancia cód. 9066.

En condiciones normales, la variación de la energía potencial del plato debe ser igual, en cada instante, a la suma de la energía cinética de traslación del plato y la energía cinética rotacional del disco o de la manivela:

1/2 mpg h=1/2 mpv2 + I.w2

donde I0 es el momento de inercia baricéntrico y ω es la velocidad angular.

En el gráfico, se representa en verde la variación de energía potencial, en azul la energía cinética de rotación y en rojo la energía total. Se observa que la energía de traslación es despreciable, esto es debido a la reducida masa y velocidad. Además la energía total no se mantiene constante pero tiene un descendo lento debido a los rozamientos.