Proxectos

Print PDF

Cunha lata

PRESENTACIÓN: Nunha lata cilíndrica colócase un imán desprazado do seu centro xeométrico. Desde unha posición de equilibrio comeza unha rotación acelerada horaria ou antihoraria dependendo da posición da masa adicional. O momento do peso que produce esa rotación pode ata facer subir a lata por un plano inclinado.

• Battle of the Merry-Go-Rounds: An Angular Momentum Demonstration, Stephen J. Van Hook, Phys. Teach. 44, 304 (2006)
• Conservation of angular momentum apparatus using magnetic bearings, Michael J. Pechan, Alexandra O’Brien, and Wesley A. Burgei, Phys. Teach. 39, 26 (2001)

INTRODUCIÓN: O centro de gravidade (CG) é o punto sobre o cal se supón que actúa todo o peso dun sistema ríxido. A súa posición é a mesma que a do centro de masas (CM) se a aceleración da gravidade é a mesma en todos os puntos do sistema. No equilibrio (∑F=0, ∑M=0) a recta de acción do peso debe pasar polo punto de apoio do obxecto. De non ser así o centro de gravidade baixará, facendo que o obxecto rode, para colocarse sobre a vertical do punto de apoio.

OBXECTIVO: Estudar o comportamento dun disco ponderado por un plano inclinado dependendo da súa orientación inicial e do ángulo crítico.

MATERIAIS: unha lata cilíndrica, un peso, cinta adhesiva, táboa e soporte, toalla.

MONTAXE: Buscar unha superficie plana, preferiblemente rugosa que poida inclinarse. No noso caso escollemos unha táboa de pasar o ferro e colocámoslle unha caixa debaixo para obter certa inclinación. Para aumentar o rozamento, cubrimos a superficie da táboa cunha toalla. A continuación cóllese a lata cilíndrica e introdúcese nela o peso fixándoo con cinta adhesiva. Pódese variar a inclinación da táboa ou o material da superficie para modificar o ángulo crítico.

EXPLICACIÓN: O disco sobe polo plano inclinado debido a que o centro de gravidade non se atopa sobre a vertical do punto de apoio. A pesar de que o obxecto sobe, o CG está a baixar para que a recta de acción do peso (que se supón que actúa no CG) pase polo punto de apoio. Se aumentamos o ángulo de inclinación do plano inclinado chegará un momento no que o obxecto non consiga subir por el.

CONCEPTOS: centro de gravidade, centro de masas, equilibrio de corpos, estabilidade de obxectos ríxidos, momento de inercia, momento dunha forza, forza de rozamento.

MÁIS INFORMACIÓN:

• WIKIPEDIA
• YOUTUBE 1
• YOUTUBE 2
• MONOGRAFIAS
• PhET