¿Cuáles son las razones detrás de los diferentes períodos en el movimiento circular vertical y horizontal?

¿Por qué girar a mano una pequeña masa en un movimiento circular vertical produce un período diferente si la misma masa se gira en un movimiento circular horizontal dado que el radio y la masa ranurada se mantienen iguales?

Hice los siguientes 2 experimentos y recogí su período con la misma masa ranurada de 150 g, radio de 1 m. donde hago girar a mano una masa (roja) que está unida a la misma cuerda con la masa ranurada en el otro extremo. Hago girar la masa agarrando el tubo hueco (azul). Lo mismo se aplica a la horizontal.

movimiento circular vertical

ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora el período que coleccioné es 0.8 s para movimiento circular horizontal y 0.7 s para movimiento circular vertical. Entonces mi pregunta es ¿por qué producen un período diferente o similar? ¿Hay alguna razón matemática para explicar por qué sucede esto? ¿Cuáles son las razones/conceptos físicos detrás de los diferentes períodos?

¿Cómo controlas que aplicas la misma cantidad de torque en ambos experimentos? La velocidad/período angular no se define solo por el radio y la masa. Depende de la cantidad de energía que pongas en el sistema.
0.7  s y 0.8  s no es una gran diferencia. ¿Estás seguro de que 0.1  s es estadísticamente significativo?
Debe establecer buenas estimaciones de ambos períodos ejecutando cada experimento varias veces. Sé que pensarás que es 'aburrido', pero no hacerlo puede llevarte a la caza del ganso salvaje.
No tengo gran interés en el problema, pero tomaré nota de esto. Su círculo 'horizontal' no puede ser perfectamente horizontal debido a la gravedad. Gravedad significa que el vector r → tiene un ángulo con la horizontal, SIEMPRE.
el movimiento circular vertical no sera homogeneo, por lo general sera mas lento arriba y mas rapido abajo, asi que comparas cosas diferentes, si encuentras algun tipo en casa puedes hacer el experimento ahi y veras, que tu peso aumento y hacia abajo si gira verticalmente, pero se mantiene a la misma altura, si gira horizontalmente de manera bastante constante.
@Paul Hola Paul, gracias por el comentario. Supongo que lo suficiente como para que la masa siga girando. o al menos mantenerlo en posición si eso tiene sentido
@Gert: Y algo más estable y menos propenso a errores cuando se trata de girarlo que tu mano muy imprecisa. Sugeriría un pequeño motor eléctrico, adecuadamente montado y conectado a través de un reóstato.
@The_Sympathizer Gracias por comentar, pero estoy limitado al equipo que puedo usar
@Negrawh: Claro. ¿Qué tan limitado estamos hablando cuando decimos "limitado"?
@The_Sympathizer School está cerrada y, en realidad, no tengo acceso a ningún equipo. Supongo que cualquier cosa que se pueda encontrar en un hogar promedio. Pero uh gracias por tratar de ayudar aunque.
@Negrawh: Ah, gracias, sí, eso tiene sentido dados los tiempos. Supongo que estaba pensando más en si podría pedir algo dado que ese tipo de piezas simples no deberían ser demasiado caras, me imagino.
Asumiendo 3 σ error donde 0.1 sec es una estimación de la desviación estándar, ambas medidas concuerdan. Y de mano - ¿en serio? ¿Estas en la escuela Superior? ¿Cuáles son tus predicciones? No hay indicación de la frecuencia con la que se realizó la medición, o exactamente cómo se realizaron las mediciones. No tenemos idea si los sistemas son realmente idénticos o si hay un sesgo incorporado en sus configuraciones.

Respuestas (3)

Probablemente sus frecuencias horizontal y vertical sean similares, por lo que las fuerzas centrípetas son similares, pero dado que una es una frecuencia constante, la otra no, entonces, ¿por qué el efecto debería ser el mismo? En el caso vertical, la velocidad en la parte superior puede ser muy pequeña, la velocidad en la parte inferior se puede calcular a partir de v t 2 / 2 + 4 gramo r = v b 2 Para el movimiento horizontal, no debe medir la longitud de la cuerda, sino la distancia de la masa circular desde su tubo.

Trula gracias por responder. ¿A qué te refieres con frecuencia constante? Además, esto realmente no responde la pregunta. Sí, entiendo que la velocidad en la parte superior es <la velocidad en la parte inferior. ¿Y qué? ¿No pude ver la correlación entre diferentes velocidades en diferentes momentos y la diferencia en el período?
la frecuencia del círculo horizontal está determinada por la fuerza centrífuga que da el peso en el extremo. ao tienes metro ω 2 ∗ r = F . El tiempo para el bucle vertical es un problema más complicado de calcular, pero ¿por qué debería ser el mismo?.
¿No es v la velocidad tangencial?

La gravedad ciertamente tiene un papel en esto. Matemáticamente, cuando tenemos que encontrar la tensión en una cuerda durante el movimiento vertical, escribimos T-Mg = Mv ^ 2 / r. Es decir, la aceleración en cada punto está cambiando, por lo que el período de tiempo para tal movimiento es difícil de determinar Caso 2 En el círculo horizontal la tensión es la única responsable de la aceleración T=mv^2/r En este tiempo se puede calcular por T= 2 pi/ omega

¿Tal vez explique por qué espera la misma frecuencia para dos experimentos diferentes?

Si quieres ir, en un tiempo dado, de un punto A a un punto B, entonces A y B serán los más alejados si viajas directamente a B con velocidad constante. Así, si viajas con velocidad constante en un círculo (como en la trayectoria horizontal), entonces, durante un tiempo dado, habrás recorrido el mayor ángulo posible. Si viajas a veces más rápido, a veces más lento (como en la trayectoria circular vertical), entonces la distancia recorrida en ese mismo tiempo será menor y por lo tanto la trayectoria vertical llevará más tiempo. Entonces tus medidas no son precisas.

Tal vez esto plantea la pregunta de por qué viajar a una velocidad constante en un tiempo determinado te lleva más lejos. pero preguntas similares sobre esto se han hecho aquí. Esta pregunta y sus respuestas arrojan luz sobre este tema. Es el Principio de Fermat . principio.

¿Cuáles son las razones detrás de los diferentes períodos en el movimiento circular vertical y horizontal?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v