lunes, 22 de noviembre de 2021
jueves, 4 de marzo de 2021
DINÁNICA DE ROTACIÓN (momento de una fuerza)
Animación del momento de inercia
Animación de diferentes objetos con distintos momentos de inercia
Práctica del momento de inercia de una barra cilíndrica. En el siguiente enlace dispones de la deducción de la ecuación experimental de la práctica: principios físicos del péndulo bifiliar.
Momento de una fuerza
viernes, 26 de febrero de 2021
APLICACIONES DEL CAMPO MAGNÉTICO: ESPECTRÓMETRO DE MASAS Y CICLOTRÓN
martes, 9 de febrero de 2021
Generador de Van de Graff
El generador de Van de Graaff se emplea para acelerar partículas. En el terminal esférico del generador se producen iones positivos que son acelerados a lo largo de un tubo en el que se ha hecho el vacío, por la diferencia de potencial existente entre la esfera cargada y tierra.
jueves, 21 de enero de 2021
BALANZA DE TORSIÓN
Balanza de Torsión de Cavendish
El experimento de Cavendish o de la balanza de torsión constituyó la primera medida de la constante de gravitación universal y, por ende, a partir de la Ley de gravitación universal de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol.
Es común encontrar libros que señalan erróneamente que el propósito de Cavendish era determinar la constante gravitacional, G, y este error ha sido señalado por diversos autores. En realidad, el único propósito de Cavendish era determinar la densidad de la Tierra. Él llamaba a esto «pesar el mundo». El método de Cavendish utilizado para calcular la densidad de la Tierra consistía en medir la fuerza sobre una pequeña esfera debida a una esfera mayor de masa conocida y comparar esto con la fuerza sobre la esfera pequeña debida a la Tierra. De esta forma se podía describir a la Tierra como N veces más masiva que la esfera grande sin necesidad de obtener un valor numérico para G. La constante gravitacional no aparece en el artículo de Cavendish y no hay indicio de que él haya vislumbrado esto como propósito experimental.
La balanza de torsión fue diseñada originalmente por el geólogo británico John Michell (1793), y mejorada por el químico y físico de la misma nacionalidad Henry Cavendish (1798). El instrumento fue inventado de forma independiente por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el año 1777, que lo empleó para medir la atracción eléctrica y magnética.
La balanza de torsión consistía en una vara horizontal de seis pies (1,8288 m ) de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas de plomo de idéntica masa. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas, Henry Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cada una, cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre ésta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitación a prueba de viento y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un microscopio. Mediante el espejo fue capaz de medir el ángulo Φ, el cual a partir de una deducción matemática de la ecuación de Newton, pudo sacar la constante G.
La fuerza gravitatoria es igual a: FG = G . M . m / d² donde G es la constante de gravitación universal, M es la masa de la bola grande, m es la masa de la bola pequeña y d es la distancia que separa los centros de masa del par bola grande/bola pequeña.
La fuerza de torsión es igual a: FT = κ . Φ / L donde κ es el módulo de torsión, Φ es el ángulo girado (en radianes) y L es el largo de la varilla.
Igualamos ambas expresiones: G . M . m / d² = κ . Φ / L
De ahí despejamos G y lo calculamos: G = κ . Φ . d²/ M . m . L
G = 6,67 x 10-11 N m2 kg-2
martes, 10 de noviembre de 2020
Práctica tiro parabólico
Práctica tiro parabólico
El montaje experimental necesario se esquematiza en la figura que aparece a la derecha: una bola rueda por un plano inclinado (un ángulo que decide el alumno). Al final del mismo se colocan las dos puertas conectadas al cronómetro. Se debe de regular la separación entre ambas hasta lograr que cuando la bola pase por la primera el cronómetro se ponga en marcha y se detenga al pasar por la segunda. La separación en la experiencia realizada es decidida por el alumno. Sabiendo la separación existente entre las puertas (espacio recorrido) y el tiempo que tarda en recorrer dicho espacio (t), se puede determinar la velocidad con la que la bola sale del plano inclinado (v0)=e/t El ángulo de inclinación del plano puede calcularse midiendo los catetos y la hipotenusa del triángulo rectángulo que forma el plano inclinado. El cálculo efectuado usando las funciones trigonométricas puede verificarse midiendo el ángulo con un transportador. El otro dato necesario, la altura o distancia hasta el suelo, es sencillo de medir. |
Esquema del montaje experimental
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Para determinar el punto de caída se ha usado una bandeja o un papel en la que se echa la cantidad de arena necesaria para crear una fina película. La bola al caer sobre la arena deja una marca nítida en el punto de impacto. La medida del alcance (x) se hace midiendo la distancia desde la vertical del punto de lanzamiento hasta el centro de la marca dejada en la arena. Las ecuaciones (generales) para el tiro propuesto serán: |   |
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