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Ejercicios de química momento angular, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Laboratorio de conservación del momento angular

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020

Subido el 31/05/2022

juanita-carrascal
juanita-carrascal 🇨🇴

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Camilo Castilla Conservación de Momento Angular (1) 17/05/2022 10:42:20
En este experimento se
demostrará la
conservación de
momento angular en un
choque inelástico entre
dos discos girando.
Primero se calculará
experimentalmente el
momento de inercia de
un disco y luego, a
partir de mediciones de
velocidad angular se
determinará el
momento angular antes
y después de una
colisión inelástica.
Conservación de Momento Angular
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¡Descarga Ejercicios de química momento angular y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

Camilo Castilla Conservación de Momento Angular (1) 17/05/2022 10:42:

En este experimento se

demostrará la

conservación de

momento angular en un

choque inelástico entre

dos discos girando.

Primero se calculará

experimentalmente el

momento de inercia de

un disco y luego, a

partir de mediciones de

velocidad angular se

determinará el

momento angular antes

y después de una

colisión inelástica.

Conservación de Momento Angular

Camilo Castilla Materiales (2) 17/05/2022 10:42:

Materiales

  1. Interfaz LabQuest Stream
    1. Discos
  2. Set de masas de laboratorio
  3. Calibrador 5.Sensor de rotación con base-polea y disco acoplado (incluye cuerda)

Asegurarse que la polea blanca y el sensor de rotación (donde se amarra la cuerda) queden a al misma altura. Es decir, la cuerda debe quedar paralela a la superficie de la mesa.

Camilo Castilla Toma de Datos 2 (4) 17/05/2022 10:42:

Toma de Datos II

I_i

0,055 g m²

I_f

0,000 g m²

En la segunda parte se debe calcular el momento angular antes de la colisión y justo después de esta.

Gire el primer disco para que adquiera una velocidad angular inicial. Luego inicie la toma de datos y deje caer el segundo disco sobre el primero.

Registre en la tabla la velocidad angular justo antes del choque y justo después del choque. Repita esto al menos 5 veces.

Inserte manualmente los valores de Momento de Inercia Inicial (que calculó en la página anterior) y estime el Momento de Inercia Final.

Por medio de columnas calculadas calcule el momento angular total antes y después de la colisión

Repita este procedimiento con el otro disco (el que no ha usado todavía) y comente las diferencias en la colisión con respecto a lo medido.

Tiempo (s)

Velocidad Angular (rad/s)

(Δt:0,80 Δω:7,3)

Estadísticas de: Latest | Velocidad Angular mín: 19,20 en 4,160 máx: 19,51 en 3, promedio: 19,29 mediana: 19, desv. est.: 0,1216 muestras: 40 Δω: 0,

I_f

0,073 g m²

Discusión:

Los resultados obtenidos son prometedores puesto que los valores de momento angular inicial (Li) y momento angular final son casi iguales. Esto nos muestra que existe hasta cierto grado conservacion del momento angular y las pequenas discrepancias entre los valores se le puede atribuir a errores en la practica.

Momento Angular Total 1 ωi (rad/s)

ωf (rad/s)

Li Lf

1 2 3 4 5 6 7 32, 45, 44, 42, 26,

Camilo Castilla Análisis (5) 17/05/2022 10:42:

Análisis Cualitativo

  • ¿Qué papel juega la fricción durante todo el experimento? ¿Cómo afecta a los resultados? ¿Esta fuente de error es aleatoria o sistemática? ¿Por qué?

Aunque en este experimento si hay friccion entre los discos, los valores mostraron que si existia conservacion del momento a pesar de pequeñas diferencias en los

resultados.Esto muestra que a pesar de que exista friccion, esta no afecta los resultados significativamente y por ende este error es sistematico ya que ocurre en todas

las tomas de datos.

  • En este caso, ¿el eje de giro pasa por el centro de masa de los discos? Si existe una desviación, ¿cómo afectaría al cálculo de momento angular?

La ecuacion que permite calcular el momento angular depende el momento de inercia. El momento de inercia se ve afectado por el radio del objeto. Por ende, si se

cambia el eje de giro y se desvia a otro lugar que no sea el centro de masa, el momento angular se veria afectado.

  • Si se detiene un huevo crudo en rotación por un instante corto y luego se suelta, volverá a girar otra vez. Hacer lo mismo con un huevo duro lo detendrá totalmente.

¿Por qué pasa esto?

El huevo duro es completamente solido por dentro. Esto hace que todos lo componenentes dentro del huevo sean iguales, esto causa que se detenga con mayor

facilidad. Por otro lado, cuando un huevo esta crudo, entre la clara y la yema tienen diferentes pesos y densidades. Al parar un huevo crudo, cuando se suelte, la yema y

la clara van a crear inercia y generar que el huevo se siga moviendo.

  • Si duplicara la velocidad angular inicial del sistema, ¿qué pasaría con la velocidad angular final después de la colisión con el otro disco? ¿Qué pasa si la velocidad

angular se reduce a la tercera parte? (Asuma que el momento angular se conserva)

Asumiendo que el momento angular se conserva, si se duplica la velocidad inicial angular del sistema, la velocidad final va a ser el triple para que se cumpla la ecuacion.

Si la velocidad angular inicial se reduce a una tercera parte, la velocidad angular final tendria que ser una cuarta parte.

Camilo Castilla Análisis II- (7) 17/05/2022 10:42:

Análisis Cuantitativo

Comentarios de resultados:

  • Calcule la energía cinética rotacional inicial y final (Ki,Kf). Realice una gráfica de Kf vs Ki y comente sus resultados. ¿Se conserva la energía? ¿Qué tipo de colisión es?

Camilo Castilla (8) 17/05/2022 10:42:

Conclusiones

Para concluir, se puede afirmar que en el experimento existio conservación del momento angular del disco. Esto se pudo ver primero con

las columnas calculadas puesto que los valores eran casi identicos entre los valores de moment angular inicial (Li) y el momento angular

final (Lf). Además gráficamente esto también se pudo apreciar puesto que al graficar Lf contra Li se obtuvo una pendiente casi igual a 1 (m

= 1.042) y un intercepto en y casi igual a 0 (b = 0.096). Estos valores indican que tanto Y (momento angular final) y X (momento angular

inicial) son iguales y por ende se puede concluir que se conservan.