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Informe de laboratorio: practica mov. circular
Alfonso Vásquez, Santiago Ulloa, Julio Parra, Santiago Martínez
Universidad Nacional De Colombia
Bogotá, Colombia
14/Marzo/2017
RESUMEN En el presente informe de laboratorio se
pretende mostrar y analizar el movimiento circular
uniforme el cual se presente en diversas circunstancias
de la vida cotidiana. con la finalidad de acercar de
manera más precisa a las características que definen
este movimiento. Todo a través de la herramienta
computacional tracker
PALABRAS CLAVE: movimiento circular uniforme,
cinemática, dinámica, tracker.
1.INTRODUCCIÓN
El Movimiento rotacional es uno de los
fenómenos naturales que con mayor frecuencia
se experimenta en la vida cotidiana, un ejemplo
de este yace en la rotación de la tierra la cual se
encuentra girando sobre su propio eje
describiendo de este modo una trayectoria
circular. Y a pesar de ser este evento rotacional
aparentemente sencillo es uno de los podemos
encontrar en infinidad de circunstancias y
objetos actuales que en muchos casos lo
utilizan como base de su funcionamiento.
En el presente informe se analiza el
movimiento rotacional que se aprecia en una
situación cotidiana, siendo el movimiento que
realiza la rueda de una bicicleta al andar.
2. OBJETIVOS



Descubrir la física (dinámica y
cinemática) de nuestra cotidianidad
más a fondo aplicada al movimiento
rotacional.
Aprender a utilizar de manera
adecuada la herramienta tracker.
Obtener versatilidad en el análisis y
explicación de gráficas.
3.MARCO TEORICO
El presente trabajo analiza el
comportamiento físico de fenómenos como el
movimiento circular, para esto son necesarios
conocimientos a-priori tales como el manejo
de la herramienta que analiza nuestros
fenómenos, tracker, y por otro lado tener
fundamentos muy básicos de la física
newtoniana involucrada, que a continuación
se explicaran.
Para analizar lo ya mencionado se
utiliza el método científico el cual consta en la
construcción de un modelo con la intención de
probar o predecir la realidad. Nosotros
construimos un experimento tratando que los
factores como fuerzas de arrastre e
inexactitudes humanas se minimicen al
máximo para obtener algo general y que valla
acorde con las ecuaciones de cinemática y
dinámica.
En la construcción de graficas en tracker es
necesario saber definiciones dividida en dos
grupos:
3.1. Cinemática
Aceleración: la aceleración consiste
en el cambio de velocidad de una partícula u
objeto, un cambio en la dirección de este
constituye una aceleración. Así un objeto que
da vueltas en un círculo esta acelerado de
manera continua incluso cuando la rapidez
(trayectoria recorrida en un lapso de tiempo)
permanece constante:
𝑎 = 𝑣𝑡
Aceleración centrípeta: está dada
como la aceleración dirigida hacia el centro
del círculo y es perpendicular a la velocidad
de la partícula que gira:
𝑣2
𝑎=
𝑟
Velocidad angular: es el ángulo
recorrido por una partícula en rotación en un
determinado lapso de tiempo:
𝑤=
θ
𝑡
3.2. Dinámica
4.1. Condiciones del experimento
Fuerza centrípeta: es la fuerza
ejercida hacia el eje de rotación y que permite
que se dé un constante cambio de dirección en
la partícula formando una trayectoria circular:
El experimento se llevó acabo
intentando conocer y controlar cada condición
influyente en él de manera que se lograra
obtener un experimento más próximo a la
teoría. en una primera instancia se realizó un
estudio
métrico
midiendo
el
radio
correspondiente de la rueda y el peso del
monedero que es la partícula que será estudiada
y analizada por el tracker además de esto se
intentó que fondo del video fueran en un tono
claro y con un ambiente lumínico adecuado lo
cual permite una mejor interpretación del video
en el programa además del uso de una cámara
con punto focal fijo. Por último, se intentó
llevar un control en el impulso que se imprimo
a la rueda para ello se utilizó un taladro que por
medio de las rotaciones del mandril se
estableció un parámetro para impulsar la rueda.
𝐹𝑐𝑝 = −𝑚𝑤 2 𝑟
Fuerza centrífuga: esta fuerza viene
dada por la primera ley de newton la cual nos
dice que un objeto va a continuar en su estado
de reposo o velocidad uniforme en línea recta,
en tanto no actué sobre él una fuerza neta, que
en este caso es la fuerza centrípeta, en pocas
palabras es la fuerza que ejerce el objeto para
seguir su trayectoria recta:
𝐹𝑐𝑓 = 𝑚𝑤 2 𝑟
Energía: la energía es la capacidad
que se tiene un cuerpo para hacer cambios en
sí mismo o entorno, hay diferentes tipos de
energía, pero en este caso es se utiliza
principalmente la energía cinética que se
reduce a la siguiente ecuación:
𝐸𝑐 = 𝑚
𝑉2
2
4. DESCRIBIENDO EL EXPERIMENTO
A partir de las observaciones del mundo
cotidiano se logró apreciar el movimiento
rotacional en una circunstancia. La cual consta
simplemente es el movimiento descrito por la
rotación de una llanta de bicicleta que al ser un
circulo perfecto nos da la posibilidad de ser
analizado como movimiento circular uniforme.
Para este experimento se utilizó la
herramienta computacional tracker en la que se
insertó el video correspondiente y así lograr
analizar de manera precisa fotograma a
fotograma el movimiento.
Radio= 13” =33,02cm; Masa monedero= 150 gr
Impulso mandril 200 rev/min
De manera que al tener estas
condiciones iniciales fijas pudimos meter la
información al programa computacional
tracker y así seleccionar la partícula a analizar
(monedero). El sistema de coordenadas se
encuentra el centro de la rueda.
4.2. Análisis y recolección de información
Para el análisis
y recolección
resultados se tendrán en cuenta los arrojados
por el programa tracker
Grafica 1: posición respecto tiempo
Como se puede apreciar y gracias a que
es un movimiento circular el que describe la
partícula, podemos decir y hablar de ciclos o lo
que sería más preciso del periodo siendo esta
última definida como la unidad de tiempo que
esta se demora en dar una vuelta y en este caso
es de 2,14 seg. A partir de esto y debido a que
es movimiento repetitivo encontramos que va a
tomar un comportamiento senoidal la gráfica
de posición en función del tiempo.
Grafica 2: velocidad angular respecto tiempo
Esta grafica representa la velocidad
angular de la partícula la cual se define como
el ángulo recorrido sobre unidad de tiempo y
basados en los resultados vemos que es
Grafica 2: aceleración angular respecto tiempo
Esta grafica representa la aceleración
angular de la partícula la cual se define como
el cambio de velocidad angular sobre tiempo de
modo que en este experimento al no tener la
velocidad angular constante tendremos una
aceleración angular
negativa debido al sentido de rotación de la
partícula y está variando en un rango aprox de
-1 a -2.
5.CONCLUSIONES



El movimiento circular uniforme en es
un movimiento que posee velocidad
angular y aceleración angular ya que a
medida que se mueve una partícula de
este modo esta describe un arco y un
ángulo.
El comportamiento de una partícula
en un movimiento circular en cuanto a
lo que se refiere de posición se puede
decir que tiene tendencias senoilades
en su grafica
Una partícula que describe un
movimiento circular es gracias a que
hay una fuerza constante que sufre la
partícula hacia el eje de rotación y es
por esto que da hay cambio de siempre
dirección
6.BIBLIOGRAFIA



Fundamentos de física 1, bueche,mc
graw hill
Fisica Giancoli, sexta edición,Person
Física Universitaria. Zemansky, S.