Cinematica de Rotacion

Depto.Física

Prof:Marta Montero G

GUIA DE CINEMATICA DE ROTACION

1. Un clavadista da 2.5 vueltas completas en su trayecto de la plataforma de 10.0 m hasta el agua. Suponiendo una velocidad inicial nula, calcula la rapidez angular promedio del clavadista.

Resp. 11.0 rad/s.

2. Una rueda de la fortuna de 12.0 m de radio da una vuelta cada 20.0 s.

a) ¿Cuál es su rapidez angular?

b) ¿Cuál es la rapidez de una pasajera?

c) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración de la pasajera?

Resp. (a) 0.314 rad/s; (b) 3.77 m/s; (c) 1.18 m/s².

3. Una llanta parte del reposo y tiene una aceleración angular de 2.4 rad/s².

a) ¿Cuál es su rapidez angular después de 5s?

b) ¿Cuál es el ángulo girado por la llanta después de 5.0 s?

c) ¿Cuántas vueltas ha realizado en esos 5.0 s?

d) En el tiempo de 5.0 s, ¿cuál es la rapidez y la aceleración de un punto situado a 0.25 m del eje de giro?

Resp. (a) 12 rad/s; (b) 30 rad; (c) 4.77 vueltas; (d) v = 3 m/s, a = 36 m/s².

4. El volante de una máquina gira a 30.0 rev/s. Cuando la máquina es apagada, el volante llega al reposo después de 20.0 s. Calcula (a) la aceleración angular (suponiendo que es constante), (b) el ángulo girado en este tiempo, (c) el número de vueltas giradas en el tiempo de 20.0 s.

Resp. (a) -9.4 rad/s²; (b) 1885 rad; (c) 300 vueltas.

5. Una rueda gira 80 vueltas en un tiempo de 12 s, siendo su rapidez angular final de 7.5 rev/s.

a) Suponiendo una aceleración angular constante, ¿cuál era su rapidez angular inicial?

b) ¿Cuánto tiempo transcurrió desde que la rueda estaba en reposo hasta que inició el intervalo de tiempo de los 12.0 s?

Resp. (a) 36.7 rad/s; (b) 42.s.

6. Un púlsar es una estrella de neutrones que gira con gran rapidez angular y desde la cual recibimos pulsaciones de radio con una sincronización a cada rotación de la estrella. El periodo T de la rotación se halla midiendo el tiempo entre pulsaciones. Actualmente, el púlsar situado en la región central de la nebulosa del Cangrejo tiene un periodo de 0.033 s, y se observa que la rotación crece a razón de 1.26 · 10^-5 s por año.

a) ¿Cuál es valor de la aceleración angular de la estrella?

b) Si la aceleración angular es constante, ¿cuándo dejará de girar la estrella?

c) el púlsar se originó por la explosión de una supernova en el año 1054 DC. ¿Cuál era el periodo de rotación del púlsar al nacer?

Resp. (a) –2.3 nrad/s²; (b) dentro de 2.62 ´ 10³ años; (c) 21.0 ms.

7. Un ciclista parte del reposo y pedalea de manera que las ruedas de su bicicleta poseen una aceleración angular constante. Después de 10.0 s las ruedas han girado 8.0 vueltas. (a) ¿Cuál es la aceleración angular de las ruedas? (b) ¿Cuál es su rapidez angular después de los 10.0 s? (c) Si el radio de las ruedas es de 29.0 cm, ¿qué distancia habrá recorrido el ciclista en 10.0 s?

Resp. (a) 1.00 rad/s²; (b) 10.1 rad/s; (c) 14.6 m.

8. Un carro que viaja a 100.0 km/h tiene ruedas de 66.0 cm de diámetro.

a) Halla la rapidez angular de las ruedas respecto al eje.

b) Después de girar las llantas 30.0 vueltas, el carro se detiene. Calcula la aceleración angular.

c) ¿Qué distancia recorrió el carro en el tiempo de frenado?

Resp. (a) 84.2 rad/s; (b) -18.8 rad/s²; (c) 62.2 m.

9. El volante de una máquina de vapor gira a 156.0 rev/min. Cuando se corta el vapor, la fricción de los soportes y del aire llevan al volante al reposo en 2.2 h.

a) ¿Cuál es la aceleración angular en rev/min²?

b) ¿Cuántas vueltas dará el volante antes de llegar al reposo?

c) ¿Cuál es la aceleración tangencial de una partícula a 52.4 cm del eje de rotación cuando el volante está girando a 72.5 rev/min? (d) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración total de la partícula en la parte c?

Resp. (a) –1.18 rev/min²; (b) 10.3 ´ 10³ vueltas; (c) 1.08 mm/s²; (d) 30.2 m/s².

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ACELERADO

Este es el ejercicio resueltode M.C.U.A. Si tienen alguna duda envien un correo a la direccion que les di y yo les respondere lo antes posible.

El ejercico lo obtuve del libro "FISICA 3", editorial Edebé.

Periodo de oscilación de un resorte

Periodo de oscilación de un resorte

Objetivo: Estudiar de qué manera el período de oscilación vertical de un resorte depende de la masa unida a él.

Materiales: un resorte o elástico para billetes, siete masas diferentes (10gr, 20gr…70gr), fáciles de colgar del resorte, un soporte universal, cronómetro, papel milimetrado.

Procedimiento:

1. Arma el montaje como se muestra en la figura.

2. Mide la masa de cada objeto y pon en cada uno una etiqueta con este valor.

3. Cuelga un objeto en el extremo libre del resorte. Registra el valor de su masa en una tabla de datos.

4. Aleja el sistema desde su posición de equilibrio, una distancia que llamaremos d₁ y que corresponde a la elongación.

5. Suelta el sistema, déjalo oscilar libremente y mide el tiempo que éste emplea en realizar 10 oscilaciones. Registra este valor.

6. Repite los pasos anteriores para los demás objetos, soltándolos siempre desde la misma distancia (d₁). Registra los datos de cada uno (masa, tiempo que emplea en 10 oscilaciones).

7. Calcula el período de oscilación y la frecuencia del resorte para cada objeto. Registra los resultados.

Preguntas para discusión:

1. ¿Cuál de las variables (masa o período) corresponde a la variable independiente?

2. Construye un gráfico en el que se muestre cómo varía el período de oscilación del resorte en función de la masa empleada.

3. Construye un gráfico en el que se muestre cómo varía la frecuencia de oscilación del resorte en función de la masa empleada.

4. Además de la masa, ¿qué otras variables podrían afectar el período de oscilación del sistema?

5. ¿Qué posibles fuentes de error pudieron afectar las mediciones?

Conclusiones:

Para concluir, responde las siguientes preguntas:

· ¿Qué relación existe entre el período de oscilación del resorte y la masa que cuelga de él?

· ¿Qué sucede con la frecuencia del resorte a medida que aumenta la masa que cuelga de él?

· ¿Qué modificaciones realizarías en tu experimento para reducir las posibles fuentes de error experimental?

REPORTE DE LA INVESTIGACION

REPORTE DE LA INVESTIGACION

Cuando una investigación ha llegado a su término es necesario comunicar los resultados. Estos deben definirse con claridad y de acuerdo a las características del usuario o del receptor. Antes de presentar los resultados es indispensable que el investigador conteste las siguientes preguntas: ¿Cuál es el contexto en qué habrán de presentarse los resultados? ¿Quiénes son los usuarios de los resultados? ¿Cuáles son las características de estos usuarios? La manera de presentar están en un contexto llamado reporte de investigación.

El reporte de investigación es un documento donde se describe el estudio realizado. Qué investigación se llevó a cabo, cómo se hizo ésta, qué resultados y conclusiones se obtuvieron. Los elementos que contiene un reporte de investigación dentro de un contexto académico científico, son:

1.- Portada:

Incluye el título de la investigación, el autor o autores del trabajo, Curso, Fecha en que se presenta el reporte

2.- Resumen: Constituye el contenido esencial del reporte. En el resumen debe aparecer en forma bien precisa y breve el planteamiento del problema, la metodología usada, los resultados más relevantes y las principales conclusiones. El resumen debe ser comprensible, sencillo, exacto, informativo y preciso.

3.- Introducción: En esta sección se incluye el planteamiento del problema, objetivos y preguntas de investigación, así como la justificación del estudio, el contexto general de la investigación, cómo y dónde se realizó, las variables y términos de la investigación y sus definiciones, así como las limitaciones de ésta.

4.- Marco teórico: Corresponde al marco de referencia teórico que se obtiene a través de una revisión bibliográfica. Son los antecedentes teóricos relacionados con el problema a investigar.

5.- Metodología: En esta parte del reporte se describe cómo se lleva a cabo la investigación, la que incluye:

5.1.- Equipo

Materiales: Hacer un listado de los materiales a utilizar: equipos, material de armado, instrumentos de mediciones, accesorios, etc.

Montaje: Consiste en un diagrama o dibujo del equipo experimental. En el diagrama debe hacerse mención a los elementos que componen el equipo, por lo tanto, deben identificarse los materiales en el equipo.

5.2- Descripción del procedimiento: En esta sección debe hacerse un punteo de las actividades que se deben llevar a cabo con el fin de cumplir cada uno de los objetivos específicos planteados, y que permita al investigador cumplir finalmente con los objetivos generales. Es fundamental que esta enumeración de actividades sea clara, precisa y bien redactada para que el usuario pueda en cualquier situación reproducir el experimento en cuestión.

6.- Análisis y discusión de resultados: Corresponde, ahora, a la etapa de análisis de la experimentación, es decir, al desarrollo de la metodología planteada. Para ello se debe tener en cuenta dos aspectos:

6.l.- Datos: En esta parte de la investigación, se realiza el proceso de medición, considerando las técnicas de medición, y en forma especial la consideración de los errores que se cometen al medir. En este punto deben anotarse las mediciones y las tablas que relacionan las variables. Cada tabla debe tener una identificación o nombre, unidades en sus variables, consideración de las cifras significativas y errores.

6.2.- Análisis: Corresponde al desarrollo de la información recogida y explicitada en la etapa anterior.

Cuando el objetivo deseado es calcular o comprobar una determinada expresión, se debe tener en cuenta los márgenes de errores con que se está trabajando, la confiabilidad de los datos y su relación con lo teórico.

Sí el objetivo es establecer una determinada relación, se debe graficar la tabla de datos considerando errores, identificar la gráfica con un nombre y relacionarla con la tabla de valores que la sustenta, debe indicarse la técnica usada para el trazado de la curva, el mecanismo de rectificación empleado, si la situación lo amerita etc.

La relación obtenida en el análisis debe confrontarse con los antecedentes teórico, interpretación de las constantes de proporcionalidad obtenidas, además, de determinar la confiabilidad del experimento.

Cada paso desarrollado debe ser claro, preciso, y siguiendo la secuencia de la metodología planteada.

7.- Conclusiones: Para su elaboración se sugiere: contestar cada objetivo específico, de acuerdo al orden que estos tienen, y en la cual quede establecido el cumplimiento de él, el grado de confiabilidad de la experiencia o investigación. Las conclusiones surgen de interpretación de los resultados. Una vez interpretado cada objetivo específico se debe abordar el o los objetivos generales en conjunto, con las mismas consideraciones realizadas para los objetivos específicos.

Otros aspectos que debe considerarse en el punto de las conclusiones son las sugerencias que pueden hacerse en cada objetivo e indicarse el camino que permita mejorar la investigación planteada.

8.- Bibliografía: Corresponde a las referencias utilizadas en la investigación, sean éstas para la elaboración del marco teórico, así como, las empleadas para el desarrollo mismo de la investigación y su reporte. Ellas debe seguir el siguiente orden: nombre de los autores (apellido, nombre), titulo de la referencia, nombre de la revista o libro (subrayado si se trata de un texto, editorial), volumen, página, año.

Formato de Presentación:

Tipo de letra	Times New Roman o Arial
Tamaño de letra	Nº 12
Márgenes	2.5 cm por lado (superior, inferior, derecho e izquierdo)
Interlineado	1.5, además el texto debe ser justificado
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NO se debe entregar con carpeta, corcheteado