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•
Ahora se coloca el hilo de cáñamo en la ranura
en la dirección contraria, así que la acción de
la fuerza originada por el dinamómetro se
experimenta en dirección contraria.
•
Nuevamente se vuelve a aumentar la fuerza en
pasos de 0,1 N y se lee el correspondiente
ángulo de torsión resultante.
Para poder volver a lograr la marca de 0° (estado
de salida) es necesaria una fuerza en sentido
contrario.
•
Se vuelve a deformar la varilla hasta llegar a
un ángulo e torsión de –180°.
•
Después de llegar a este ángulo de torsión se
vuelve a cambiar la orientación del hilo de
cáñamo para cambiar la dirección de acción de
la fuerza.
•
Se aumenta la fuerza hasta llegar al ángulo de
torsión de +180°.
En esta forma se ha logrado pasar todo el curso de
la curva de histéresis. El valor del ángulo de torsión
después de la descarga (es decir sin fuerza
actuante, punto de corte con la abscisa) y la fuerza
necesaria para restituir la deformación de la varilla
hasta su estado de salida de 0° (punto de corte con
la ordenada) son puntos característicos de esta
curva.
5.3 Medición dinámica (Oscilador de torsión).
•
Se realiza el Montaje experimental según la
Fig. 1, pero sin el dinamómetro
•
Se desvía el disco con escala en un ángulo de
25° a partir de su posición de reposo, y se deja
libre.
•
Se mide el tiempo para 10 oscilaciones de
torsión libres y se calcula el tiempo necesario
para una oscilación (período).
•
La primera medición se realiza con el disco
sólo, sin las masas adicionales. En las
mediciones a continuación se insertan las
masas
con
sus
simétricamente con respecto al eje de rotación
del disco y se repiten las mediciones. Se
empieza con las posiciones más cercanas al eje
y las masas adicionales se cambian entonces
en una posición hacia a fuera.
•
Se anotan los tiempos determinados con las
correspondientes distancias de las masas al eje
de rotación.
Para el período de oscilación T del oscilador de
torsión se tiene siguiente la relación:
J
= 2
⋅ π
T
D
clavijas
de
4
mm,
(1)
siendo J el momento de inercia del oscilador y D la
coeficiente de restitución angular. El momento de
inercial total J
tot
inercia del disco J
las masas adicionales J
J
J
J
=
+
tot
D
MA
Si las masas adicionales se consideran como masas
puntuales, el momento de inercia se calcula de la
siguiente forma:
2
J
= 2mr
MA
Diendo r la distancia al eje de rotación
Después de elevar al cuadrado, de las fórmulas (1),
(2) y (3) se obtiene:
(
+
J
2
2
π
2
=
D
T
4
D
Al principio no se conoce el momento de inercia
del disco. En la representación gráfica T
según la ecuación (4) se debe obtener una recta
que no pasa por el origen de coordenadas (por el
momento de inercia del disco).
Despejando D en la ecuación (1) y remplazando en
la ecuación (2) se obtiene::
2
(
)
=
+
D
J
J
D
MA
T
El momento de inercia J
manece constante, J
correspondientemente con la distancia hasta el eje
de rotación. A partir de 2 valores de medida para el
período con diferentes J
(5) y determinar D siguiendo la siguiente fórmula:
(
−
J
J
MA
2
MA
1
=
D
2
2
−
T
T
2
1
Debido a que es necesario hacer una diferencia
entre los valores de J
diferentes entre sí, para mantener pequeño el
error. Haciendo un análisis de los errores se
observa que la medición dinámica entrega mejores
resultados que la estática. En principio la medición
dinámica entrega menores valores para D, porque la
fricción en la medición hace que se observe como
un aumento del coeficiente de restitución angular D.
3
se compone del momento de
más el momento de inercia de
D
.
MA
)
2
π
2
π
2
mr
4
8
=
+
J
D
D
D
2
π
del disco es siempre per-
D
cambia de acuerdo con (3)
MA
se puede eliminar J
MA
)
π
2
⋅
4
y J
deben hacerse bien
MA1
MA2
(2)
(3)
m
2
r
(4)
2
2
=f(r
),
(5)
de
K
(6)
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