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miércoles, 20 de julio de 2022

CINEMÁTICA DE LA ROTACIÓN

Movimiento circular
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θ0=ω0=α=
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1-OBJETIVOS


1- Estudiar las variables que intervienen en la cinemática de rotación uniforme y en la rotación uniformemente acelerada

2- Dibujar gráficas θ(t) y ω(t) para la rotación uniforme y para la rotación uniformemente acelerada

3- Distinguir entre rotación uniforme y rotación uniformemente acelerada. mediante sus correspondientes gráficas θ(t) y ω(t)

4- Relacionar las gráficas θ(t) y ω(t) con las ecuaciones del la rotación uniforme y la rotación uniformemente acelerada


2-FUNDAMENTO TEÓRICO

Puede encontrar información sobre el movimiento  de rotación en los siguientes enlaces:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html

https://www.youtube.com/watch?v=DQLVi08oTPk

3-MATERIAL Y PROCEDIMIENTO

  • círculo graduado

  • móvil

  • cronómetro

En el panel seleccione posición angular (no es necesario) ,velocidad angular y/o aceleración angular (al menos una de las dos es necesario modificar), y pulse el botón INICIAR. El botín INICIAR se sustituye por el botón ANOTAR. Vaya anotando datos hasta completar la tabla. (Si el ángulo descrito o la velocidad angular son muy grandes, la animación se detiene automáticamente).


4- ACTIVIDADES

Esta actividad se puede programar en dos sesiones una para el estudio de la rotación uniforme y otra paara el estudio de la rotación uniformemente acelerada . Por otra parte se pueden dividir a los alumnos en grupos para realizar las distintas actividades que se proponen.

Para guardar los datos de su experiencia puede copiar y completar una tabla como la siguiente:



a) Rotación uniforme (α=0)


a-1) Variación con la velocidad angular


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

a1.10(rad)=0 ;ω0( rad/s)=10 ;α(rad/s2)=0

a1.2-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=20 ;α(rad/s2)=0

a1.3-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=30 ;α(rad/s2)=0

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene? Calcule la pendiente de cada recta y compruebe que coincide con la velocidad angular. Dibuje las gráficas ω(t)


a-2) Variación con la posición angular inicial


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

a2.1-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=10 ;α(rad/s2)=0 (Use los valores obtenidos anteriormente)

a2.2-θ0(rad)=1.57 ;ω0( rad/s)=10 ;α(rad/s2)=0

a2.3-θ0(rad)=-1,57 ;ω0( rad/s)=10 ;α(rad/s2)=0

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene? Dibuje las gráficas ω(t)


b) Rotación uniformemente aceleradao (α0)


b-1) Variación con la aceleración angular


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

b1.1-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.01

b1.2-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.02

b1.3-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=-0.01

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene? Dibuje las gráficas ω(t). Calcule la pendiente de cada recta y compruebe que coincide con la aceleración angular .


b-2) Variación con la posición angular inicial


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

b2.1-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.01 (Use los valores obtenidos anteriormente)

b2.2-θ0(rad)=1.57 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.01

b2.3-θ0(rad)=-1.57 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.01

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene?


b-3) Variación con la velocidad angular inicial


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

b3.1-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=0 ;α(rad/s2)=0.01 (Use los valores obtenidos anteriormente)

b3.2-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=10 ;α(rad/s2)=0.01

b3.3-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=20 ;α(rad/s2)=0.01

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene?


b-4) Otras actividades


Realice la experiencia para los siguientes valores iniciales:

b4.1-θ0(rad)=3,14 ;ω0( rad/s)=-10 ;α(rad/s2)=0.01

b4.2-θ0(rad)=0 ;ω0( rad/s)=30;α(rad/s2)=-0.01 ;α(rad/s2)=-0.01

Represente las gráficas θ(t) para cada una de las experiencias. Utilice los mismos ejes y dibuje cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtiene?