Estudio de un movimiento circular uniformemente acelerado
En este trabajo se estudia un movimiento circular uniformemente acelerado.
Para ello se utiliza un sistema giratorio horizontal de gran momento de inercia ge gira gracias al
momento de fuerza que provoca una masa tirando de un tambor.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Dos nueces- Dos tornillos de mesa - Una polea y cuerda - Un tambor giratorio - Aro, disco y su tornillo - Pesas y portapesas |
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El sistema giratorio se puede sustituir por una rueda de 15 a 25 cm de diámetro que tenga un momento de inercia alto,
como la rueda de una bicicleta infantil. |
Comentarios a la preparación del montaje
El sistema giratorio debe tener un momento de inercia elevado para que el sistema acelere lentamente. El papel del
disco metálico y del aro es el de aumentar el momento de inercia.
La polea debe estar a la altura del centro del tambor para que la cuerda no tienda a salirse del mismo al girar.
Cuando la cuerda se sale hay que volver a empezar y es difícil desenredar la cuerda.
Si la masa colgante es demasiado pequeña, el rozamiento es proporcionalmente importante y no se obtienen buenos resultados.
De ahí que sea el momento de inercia el que hace lento el sistema y no una masa reducida.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Obtener datos experimentales de un movimiento circular uniformemente acelerado.
- Utilizar gráficas para la interpretación de datos.
- Asociar gráficas espacio-tiempo parabólicas a movimientos uniformemente acelerados.
- Asociar las pendientes de las gráficas ángulo-tiempo en cada punto a la velocidad angular de cada momento.
Hay que tomar los datos partiendo siempre desde el cero. Es frecuente que los alumnos pretendan medir varios puntos de una sóla vez.
Hay que dedicar tiempo a que entiendan que se mide de 0 a 1 vuelta, de 0 a 2 vueltas, de 0 a 3 vueltas y así sucesivamente.
Para más de 8 o 10 vueltas la velocidad angular tiende a hacerse constante (velocidad límite), no merece la pena hacer más medidas.
El tratamiento de datos es el núcleo principal de este trabajo.
Se puede encontrar un documento de apoyo sobre elaboración de gráficas en este
enlace.
El cálculo de las velocidades mediante la pendiente de la tangente en cada punto es trabajoso, hay que dar el tiempo y tener la supervisión necesaria.
Hay que calcular las pendientes de las tangentes de, al menos, cuatro puntos para obtener una gráfica velocidad-tiempo.
Hay que hacer ver que la pendiente en el punto cero es nula, puesto que el disco no tenía velocidad.
 Montaje completo |
 Disco con tambor y polea |
 Detalle del tambor y el disco |
 Alineamiento del tambor y la polea |
Puesta en marcha
Recogida y nuevo experimento
