poleas

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Laboratorio de Física

Introducción

El propósito de la Mecánica Clásica es establecer una conexión entre el movimiento de

un cuerpo y las fuerzas que actúan sobre el. Es importante tener presente que la

Mecánica Clásica se refiere a objetos macroscópicos, en comparación a las

dimensiones de los átomos.

Se verá que es posible describir la aceleración de objeto en términos que la

fuerza externa resultante que actúa sobre él y la masa del propio objeto. Esta fuerza

representa la interacción del objeto y su medio circundante.

Estas leyes de las fuerzas, junto con las leyes del movimiento, son los

fundamentos de la mecánica clásica.

Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento

orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas.

Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales

formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es necesario

primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la

masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son

denominados habitualmente por las letras F y m.

En referencia a la segunda parte podemos decir, que por experiencia propia

sabemos que al tratar de deslizar un objeto sobre una superficie no muy lisa,

experimentamos una oposición al movimiento de ese objeto. Esta oposición se

incrementa si el objeto es más pesado. Ello es explicable por la existencia de ciertas

irregularidades en las superficies en contacto que originan la fuerza aplicada, la

oposición al movimiento aumenta, hasta llegar a su valor máximo que toma la fuerza

de rozamientos y el cuerpo comienza a moverse.

http://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtml


Objetivos

Con la primera parte de esta práctica podemos decir que estaremos en

capacidad de analizar y explicar definir con sus propias palabras los cambios en el

movimiento de los cuerpos, por efecto de las fuerzas externas, los conceptos de: masa

inercial y cantidad de movimiento, analizar las tres leyes básicas de movimiento, las

cuales se fundamentan en observaciones experimentales y fueron planteadas hace

casi tres siglos por Isaac Newton.

También estará en capacidad de definir que son máquinas simples (poleas fijas,

poleas móviles, combinaciones de poleas), usos, montaje y cálculos referentes a los

mismos.

En la segunda parte podemos hablar de la capacidad adquirida de comprobar

experimentalmente la existencia del coeficiente estático y cinético de rozamiento

entre la superficie de apoyo y el cuerpo.

Sin embargo, también sabemos que nuestro esfuerzo disminuye si

montamos el cuerpo sobre ruedas o si se lubrica la superficie de contacto del objeto

con el piso. Ello nos indica, que no solamente es necesario vencer la inercia de un

objeto para moverlo, sinó también es importante disminuir el roce del objeto con el

piso donde está apoyado.

FN

FAFuerza

Aplicada

Peso

Dominio Estático Dominio

Dinámico

FR

FMáxma

FAplicadaF


El roce se debe, entre otras causas, a la existencia de pequeñas irregularidades

de lugar a una adhesión entre las superficies en contacto que aumenta la dificultad

para el deslizamiento.

Materiales a utilizar.

- Soportes metálicos

- Hilo

- Poleas Fijas y Móviles

- Porta pesas

- Objetos macizos y juegos de pesas

- Regla de Graduada

Fundamento Teórico.

Leyes del Movimiento

La Primera Ley:

Un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento,

continuará en movimiento con una velocidad constante ( es decir, velocidad constante

en línea recta) a menos que experimente una fuerza externa neta.

En términos más sencillos, cuando una fuerza neta sobre un cuerpo es cero

(SF=0), su aceleración es cero (a = 0).

Esta ley, conocida como la ley de inercia, define un conjunto especial de marcos

(sistemas) de referencia denominados marcos inerciales. Un marco inercial de

referencia es un marco no acelerado. Cualquier marco de referencia que se mueve

con velocidad constante respecto de un marco inercial es por sí mismo inercial.

Masa inercial.


Si se intentara cambiar la velocidad de un objeto, éste se opondrá a dicho

cambio. La inercia es sencillamente una propiedad de un objeto individual; se trata de

una medida de la respuesta de un objeto a una fuerza externa.

La masa se usa para medir la inercia. Cuando mayor es la masa de un cuerpo, tanto

menor es la aceleración de ese cuerpo (cambio en su estado de movimiento) bajo la

acción de una fuerza aplicada.

Este es un ejemplo en como la inercia actúa en los cuerpos:

Con respecto al enunciado anterior también podríamos decir:

Primera Ley o Ley de Inercia

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que

si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente

moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que

equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el

observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el

interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para

alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está

moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual

referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de

sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son


aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que

no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto

que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es

posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos

estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos

casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema

inercial.

Segunda Ley:

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa

sobre él e inversamente proporcional masa. Esto quiere decir que:

SF = ma

En la caída libre de los cuerpos se puede aplicar esta ley para obtener ya sea la

aceleración, fuerza o masa del objeto que cae.

-------------

------------


El peso.

La mayoría de nosotros sabemos que todos los objetos son atraídos hacia la

Tierra. La fuerza ejercida por la Tierra sobre un objeto se denomina el peso del objeto,

w. Esta fuerza esta dirigida hacia el centro de la tierra.

Un cuerpo que cae libremente experimenta una aceleración g que actúa hacia

el centro de la Tierra. Al aplicar la segunda ley de Newton al cuerpo de masa m que

cae libremente, se obtiene que F = ma. Debido a que F = mg y también a que F = ma,

se concluye que a = g y F = w, o w = mg.


Segunda Ley o Principio Fundamental de la Dinámica

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su

movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo

que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos

sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos

dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que

adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de

manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir,

tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley

de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa

por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo

de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea, 1 N = 1 Kg. · 1 m/s2

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html#ley1%23ley1


La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para

cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va

quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la

Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la

masa.

Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud

física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define

como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir: p = m · v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una

magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s. En términos de

esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente

manera:

La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la

cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,

F = dp/dt

De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea

constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de

cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:

F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v Como la masa es constante dm/dt = 0

y recordando la definición de aceleración, nos queda F = m a Tal y como habíamos

visto anteriormente.

Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de

movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de

movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de

Newton nos dice que: 0 = dp/dt

Es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo

es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo

(la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la

cantidad de movimiento: si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la

cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.



La Tercera Ley:

Establece que si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 1 por el

cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza ejercida sobre el cuerpo 2 por el 1:

F12 = -F21

Esta ley, es equivalente a establecer que las fuerzas ocurren siempre en pares o

que no puede existir una fuerza aislada individual. La fuerza que el cuerpo 1 ejerce

sobre el cuerpo 2 se conoce como fuerza de acción, en tanto que la fuerza que el

cuerpo 2 ejerce sobre el cuerpo 1 recibe el nombre de fuerza de reacción. En realidad,

cualquier fuerza puede marcarse como de acción y de reacción. La fuerza de acción es

igual en magnitud a la de reacción y opuesta en dirección.


TERCERA LEY O PRINCIPIO DE ACCION-REACCION

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas

son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si

un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción

igual y de sentido contrario.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por

ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para

impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.

Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos

movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace

sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo

valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos

distintos.

TRABAJO MECANICO



Trabajo efectuado por una fuerza constante

Considere una partícula que experimenta un desplazamiento S a lo largo de una

línea recta mientras actúa sobre ella una fuerza constante F , que forma un ángulo 0

con S , como en la figura

El trabajo W efectuado por un agente que ejerce una fuerza constante es el

producto de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento y la

magnitud del desplazamiento de la fuerza.

W = (F cos 0) S

A partir de esta definición vemos que una fuerza no hace trabajo sobre una

partícula si esta no se mueve. Es decir, si S=0, la ecuación produce W=0

Ecuación general para el trabajo

La generalización por hacer para definir trabajo, que satisface el teorema del

trabajo y la energía, y es el caso en el que la fuerza no sólo actúa con magnitud

variable, sino también con dirección variable. En este caso se denomina trabajo

infinitesimal al producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.


Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el

módulo del vector desplazamiento, y el ángulo que forma el vector fuerza con el

vector desplazamiento.

El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de

todos los trabajos infinitesimales

Potencia

Desde un punto de vista práctico, es interesante conocer no sólo el trabajo

realizado sobre un objeto sino también el tiempo durante el cual se efectúa el trabajo.

La tasa de tiempo a la cual se realiza el trabajo se conoce como potencia.

Si una fuerza externa se aplica a un objeto (el cual, suponemos, actúa como una

partícula), y si el trabajo hecho por esta fuerza es W en el intervalo de tiempo ,

entonces la potencia promedio durante este intervalo se define como:

El trabajo hecho sobre el objeto contribuye a aumentar la energía del objeto.

Una definición más general de potencia es la tasa de transferencia de energía en el

tiempo. La potencia instantánea es el valor del límite de la potencia promedio cuando

tiende a cero. Por tanto, la potencia instantánea puede escribirse:

Donde hemos aprovechado el hecho de que v = ds/dt.

ENERGIA

Energía Cinética

Un planteamiento alternativo que nos permite entender y resolver problemas

de movimiento es relacionar la velocidad de una partícula con su desplazamiento bajo

la influencia de alguna fuerza neta. La siguiente figura muestra un bloque de masa m

que se mueve hacia la derecha bajo la acción de una fuerza constante F.


Como la fuerza es constante, por la segunda ley de Newton sabemos que el

bloque se moverá con aceleración constante a. Si la partícula se desplaza una distancia

s, el trabajo efectuado por la fuerza F es:

W = F.s = ( m.a ) .s

En el capítulo de cinemática vimos que las siguientes relaciones son válidas:

Sustituyendo estas ecuaciones en la ecuación del trabajo tenemos:

La cantidad representa la energía asociada al movimiento de una

partícula; a esta cantidad se le ha dado el nombre de energía cinética. La energía

cinética, Ek, de una partícula de masa m que se mueve con velocidad v se define como:

Energía Potencial


Veremos ahora que un objeto también puede realizar un trabajo por efecto de

la energía que produce su posición en el espacio. Cuando un objeto cae en un campo

gravitacional, el campo ejerce una fuerza sobre él en la dirección de su movimiento,

efectuando trabajo sobre él, con lo cual incrementa su energía cinética. Conspiremos

un bloque que se deja caer desde el reposo. Cuando es soltado el bloque cae hacia la

tierra ganando velocidad y, en consecuencia, ganando energía cinética. gracias a su

posición en el espacio, el ladrillo tiene energía potencial ( tiene el potencial para

realizar el trabajo ) , la cual se convierte en energía cinética conforme cae. La energía

que un objeto tiene debido a su posición en el espacio recibe el nombre de energía

potencial gravitacional.

Ahora vamos a obtener una expresión para la energía potencial gravitacional de

un objeto en un punto dado. Consideremos un bloque de masa m a una altura inicial yi

sobre el suelo, como en la figura anterior. Ignore la resistencia del aire y considere que

cuando cae el bloque la única fuerza que hace trabajo sobre él es la gravitacional, mg.

El trabajo realizado por la fuerza gravitacional conforme el bloque experimenta un

desplazamiento hacia abajo s es el producto de la fuerza hacia abajo por el

desplazamiento:


La cantidad mgy representa la energía potencial asociada a un objeto en

cualquier punto en el espacio. En conclusión la energía potencial es:

Ep = mgy


Parte I.-

Máquinas simples:

Las máquinas simples se usan, normalmente, para compensar una fuerza

resistente o levantar un peso en condiciones más favorables. Es decir, realizar un

mismo trabajo con una fuerza aplicada menor.

Esta ventaja mecánica comporta tener que aplicar la fuerza a lo largo de un

recorrido (lineal o angular) mayor. Además, hay que aumentar la velocidad para

mantener la misma potencia

La máquina se diseña para conseguir que las fuerzas aplicadas sean las

deseadas, en consonancia con la fuerza resistente a compensar o el peso de la carga.

Polea Simple

Con un sistema de polea simple, la distancia que recorre la carga es igual a la longitud de cuerda recogida. Esta polea no amplifica la fuerza aplicada al tirar de la cuerda, sólo permite aplicar la fuerza en dirección descendente

Esta máquina simple se emplea para levantar cargas a una cierta altura. La

polea simple está formada por una polea fija al techo, sobre la cual puede deslizarse

una cuerda. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los

pozos. Al estirar desde un extremo de la cuerda, la polea simple se encarga solamente

http://www.terra.es/personal/jdellund/tutorial/espanol/simples.htm

http://www.terra.es/personal/jdellund/tutorial/espanol/potencia.htm

http://www.terra.es/personal/jdellund/tutorial/espanol/ventaja


de invertir el sentido de la fuerza aplicada. Por lo tanto no existe ventaja mecánica,

sólo pueden haber pérdidas debidas al rozamiento.

El desplazamiento que causa la fuerza sobre la cuerda iguala la altura subida

por la carga. De manera que

L=H

A = 1

donde

A: ventaja mecánica

L: desplazamiento causado por la fuerza aplicada

H : altura subida por la carga

Por lo que respecta a la fuerza aplicada, sabemos que

F aplicada = m g

donde

m : masa de la carga

g : aceleración de la gravedad

Polea Doble

Es un sistema de poleas doble, la distancia que recorre la carga es la mitad de la longitud de la cuerda recogida. Pero al reducirse la distancia, se duplica la fuerza aplicada sobre la cuerda para tirar y elevar la carga.

http://www.terra.es/personal/jdellund/tutorial/espanol/ventaja.htm


La fuerza necesaria para subir una carga se obtiene dividiendo el peso por el número

total de poleas en el conjunto. El inconveniente que presenta es que hay que estirar

más cuerda que en el caso de la polea simple. En el caso más sencillo de la figura, en

que cada bloque está formado por sólo una polea, el desplazamiento que causa la

fuerza sobre la cuerda es el doble de la altura subida por la carga, y la fuerza aplicada

es sólo la mitad del peso. De manera que

F aplicada = m g / 2

A = 2

donde

F aplicada : fuerza aplicada



A : ventaja mecánica

y

L = 2H

donde


L : desplazamiento causado por la fuerza aplicada


Ventaja mecánica

La ventaja mecánica se define en máquinas simples, como la razón entre la

fuerza resistente y la fuerza aplicada. Si su valor es mayor que la unidad, significa que

es necesario un esfuerzo menor para llevar a cabo un determinado trabajo o aguantar

el peso de una carga. Cuando la ventaja mecánica es inferior a uno, sucede todo lo

contrario. En función de las fuerzas,

A = F resistente / F aplicada

donde


F resistente : fuerza resistente


Cuando la fuerza resistente es el peso de una carga, hay que calcular su valor a

partir de la masa de la carga y de la aceleración de la gravedad. El valor de esta

aceleración depende de la localización geográfica, de manera que no es igual en todas

partes. Un valor habitual es

g = 9.8 N/Kg

de manera que la fuerza del peso se expresa como

http://www.terra.es/personal/jdellund/tutorial/espanol/simples.htm


F resistente = m g

donde




Polipasto Potencial

Está compuesto por una polea fija y varias móviles. Para averiguar la potencia necesaria para igualar el peso se utiliza la siguiente fórmula:

P = Potencia Q = Carga n = cantidad de poleas móviles


Resultados Experimentales.

Metodología para Poleas Fijas:

1.- Monte una Polea Fija según lo explicado en la parte teórica y coloque en el gancho

de la polea un peso de 41 grs y equilibre el sistema.

2.- Mida con respecto a un eje referencial, en este caso la mesa, la altura de P y W.

Luego desplace P unos centímetros y anote lo siguiente: Valor de W, valor de P, altura

inicial de P y W, altura final de P y W.

Valor de P = 196 grs

Valor de W = 196 grs

Altura de Inicial de P = 25 cm

Altura de Inicial de W = 18 cm

Altura de Final de P = 21 cm

Altura de Final de W = 14 cm

Análisis a realizar

1.- ¿Cómo Obtuvo la condición de equilibrio de la polea fija?

R: Aplicando la siguiente formula

P =

Sustituyendo:

P = = 66,33 grs

Entonces decimos que: habria un equilibrio en esta maquina, cuando la suma

algebraica de los momentos estaticos de “P” y “W”, con respecto al eje, sean igual a

cero.

Aplicamos las formulas:

MP + MW = 0

P * r + (-W * r ) = 0

Sustituyendo los valores:


196 grs * 6 CM + (-196 grs * 6 CM) = 1176 + (-1176) = 0 :

0 = 0

Equilibrio de fuerzas: Son fuerzas opuestas las que tienen la misma intensidad y dirección pero son de sentido contrario. Cuando 2 fuerzas opuestas actúan sobre un mismo cuerpo producen un equilibrio. El equilibrio se manifiesta porque el cuerpo no se mueve, presentándose un reposo aparente, diferente del reposo absoluto (cuando no actúa ninguna fuerza). El reposo absoluto no existe pues sabemos que sobre todos los cuerpos actúa por lo menos la fuerza de la gravedad. Prescindiendo de la gravedad, diremos que un cuerpo está en reposo si no actúa sobre él ninguna otra fuerza y que está en equilibrio si actúan sobre la fuerzas opuestas.

2.- ¿Cómo son los desplazamientos de W y de P?

R: Con un sistema de polea simple, la distancia que recorre la carga es igual a la

longitud de cuerda recogida. Esta polea no amplifica la fuerza aplicada al tirar de la

cuerda, sólo permite aplicar la fuerza en dirección descendente.

Con respecto a P :

hf – hi = 18 cm – 25 cm = - 7 cm

Con respecto a W:

hf – hi = 14 cm – 21 cm = - 7 cm

3.- ¿Cómo son los trabajos de P y W?

R: Fp: 196 x10 kg x 9,81 m/s

Ft: 19227,6 new

Fw: 196 x10 kg x 9,81 m/s

FW: 19227,6 new

4.- ¿Se economiza trabajo?

R: No. Por que al estirar desde un extremo de la cuerda, la polea simple se encarga

solamente de invertir el sentido de la fuerza aplicada. Por lo tanto no existe ventaja

mecánica, sólo pueden haber pérdidas debidas al rozamiento.




El desplazamiento que causa la fuerza sobre la cuerda iguala la altura subida

por la carga. De manera que

L=H

A = 1

donde

A: ventaja mecánica

L: desplazamiento causado por la fuerza aplicada


5.- ¿Que elementos de la fuerza se modifica al utilizar la polea fija para levantar un

cuerpo?

R: Al estirar desde un extremo de la cuerda, la polea simple se encarga solamente de

invertir el sentido de la fuerza aplicada.

6.- Quedaron suficientemente demostrados en la practica los conceptos teóricos

planteados anteriormente?

R: Si.

Metodología para Poleas Móviles:

1.- Monte una polea móvil según lo explicado en la parte teórica. Coloque en el gancho

de la polea móvil un peso de 41 grs y equilibre el sistema. Repita lo realizado para

poleas fijas.

Valor de P = 20 grs

Valor de W = 24 grs

Valor de R = 36 grs

Altura de Inicial de P = 8 cm

Altura de Inicial de W = 13 cm


Altura de Final de P = 11 cm

Altura de Final de W = 10cm


1.- ¿Cómo Obtuvo la condición de equilibrio de la polea movil?

R: Aplicando la siguiente formula

P =

Sustituyendo:

P = = 30 grs

Entonces decimos que: habría un equilibrio en esta maquina, cuando P es igual a la

mitad de W. Pero la polea también se levanta, su peso forma parte de W, de modo que

si llamamos R al peso de la polea y W al peso del Objeto que se levanta se tiene

Aplicamos las formulas:

P =

Sustituyendo los valores:

P = = = 25 grs

2.- Como son los desplazamientos de W y de P?

R: Son diferentes, Por que el desplazamiento que causa la fuerza sobre la cuerda es el

doble de la altura subida por la carga.

Con respecto a P :

hf – hi = 11 cm – 8 cm = 3 cm

Con respecto a W:

hf – hi = 13 cm – 10 cm = 3 cm


3.- Como son los trabajos de P y de W?

R: La fuerza necesaria para subir la carga se obtiene dividiendo el peso por el número

total de poleas en el conjunto. El inconveniente que presenta es que hay que estirar

más cuerda que en el caso de la polea simple. En el caso más sencillo de la figura, en

que cada bloque está formado por sólo una polea, el desplazamiento que causa la

fuerza sobre la cuerda es el doble de la altura subida por la carga, y la fuerza aplicada

es sólo la mitad del peso.


R: Si. En la polea móvil se economiza el 50% de la fuerza (ventaja mecánica), pero es

incomoda y peligrosa para trabajar; por este motivo se la usa combinada con una

polea fija obteniéndode las ventajas de ambas; “Economía de fuerza y mayor

comodidad para trabajar”.

F aplicada = m g / 2

A = 2

donde





y

L = 2H

donde

L : desplazamiento causado por la fuerza aplicada



5.- ¿Que elementos de la fuerza se modifica al utilizar la polea móvil para levantar un

cuerpo?

R: . Las poleas móviles son las que cambian de sitio bajando y subiendo, pues

descansan sobre la cuerda. Con este sistema de poleas móviles (también llamado

polipasto) es posible obtener una ganancia mecánica dado que se reduce la potencia

necesaria. El inconveniente que presenta es que hay que estirar más cuerda que en el

caso de la polea simple.



R: Si. En general una polea es un aparato que se comporta de la misma manera que

una balanza de brazos iguales, pero que además puede transformar un movimiento

rectilíneo en circular cuando una de las fuerzas es superior a la otra"

Metodología para Polipastos:

1.- Monte un polipasto potencial (1ra figura de los polipastos). Coloque en el gancho

de la polea móvil un peso de 41 grs y equilibre el sistema. Repita lo realizado para

poleas fijas y móviles.

Valor de P = 20 grs

Valor de W = 35 grs

Altura de Inicial de P = 18.1 cm

Altura de Inicial de W = 18.1 cm

Altura de Final de P = 11.5 cm

Altura de Final de W = 20 cm


1.- ¿Cómo Obtuvo la condición de equilibrio del polipasto?

P = w/2n


n=1

P = 20+41/ 2

P=30,5


Con respecto a P :

hf – hi = 11,5 cm – 18,1 cm = -6,6 cm

Con respecto a W:

hf – hi = 20 cm – 18,1 cm = 1,9 cm


3.- Como son los trabajos de P y de W?


5.- ¿Que elementos de la fuerza se modifica al utilizar la polea móvil para levantar un

cuerpo?




Fricción Dinámica

Materiales a utilizar.

- Plano de inclinación Variable

- Bloques de deslizamiento

- Soporte magnético

- Cronómetro

- Regla graduada

Metodología

Parte II

ACELERACION DE UN CARRITO DINAMICO

Prueba

Masa del

carro M1 (kg)

Masa del porta-pesa y

masa colgante M2

(kg)

Aceleración a=(m2*g)/

(m1+m2)

(m/s2)

Fuerza aplicada F=m2*a

Velocidad con que

cae V=a*t (m/s)

Tiempo (seg)

1 2 3 Tprom

1 0.6305 0.0256 0.38 0.97 0.69 1.84 1.80 1.82 1.822 0.6305 0.0306 0.45 1.37 0.76 1.72 1.70 1.73 1.713 0.6305 0.0356 0.52 1.85 0.80 1.56 1.55 1.52 1.544 0.6305 0.0406 0.59 2.39 0.82 1.40 1.42 1.38 1.405 0.6305 0.0456 0.66 3.00 0.87 1.32 1.34 1.30 1.32

M1= 630.5 Gr = 0.6305 KgM2 (1)= 5.6 Gr + 20 Gr = 25.6 Gr = 0.0256 KgM2 (2)= 5.6 Gr + 25 Gr = 30.6 Gr = 0.0306 KgM2 (3)= 5.6 Gr + 30 Gr = 35.6 Gr = 0.0356 KgM2 (4)= 5.6 Gr + 35 Gr = 40.6 Gr = 0.0406 KgM2 (5)= 5.6 Gr + 40 Gr = 45.6 Gr = 0.0456 Kg

Prueba Nº 1


Prueba Nº 2

Prueba Nº 3

Prueba Nº 4

Prueba Nº 5


Grafique la aceleración y fuerza aplicada a cada prueba

El resultado del experimento verifica que F=m.a. Por qué?

Porque la fuerza aplicada en el movimiento será igual a la masa que tiene el móvil multiplicado por la aceleración que tiene el móvil en ese momento con cada peso que se le coloque.

ACELERACION DE UN CARRITO DINAMICO EN UN PLANO INCLINADO

ACELERACION DE UN CARRITO DINAMICO EN UN PLANO INCLINADOPROCEDIMIENTO

1. Colocar la pista como se muestra en la figura anterior. Elevar la pista unos

centímetros y anotarlo en la tabla 1.

2. Colocar el carro hasta la cima de la pista y anotar la posición inicial en la que se

soltara el carrito de reposo.

3. Liberar el carrito desde el reposo y el uso del cronometro para medir cuanto

tiempo tardara en llegar a la parada final, repita esto 5 veces y registre los

valores en la tabla nº 1.

4. Cambie la inclinación y repita el paso anterior.

ANALISIS A REALIZAR

1. Calcule el tiempo promedio para cada medida registrada en la tabla nº 1.


2. Utilice el tiempo promedio, la distancia recorrida y la altura para calcular la

aceleración y el ángulo para cada altura y anótelo en la tabla nº 2.

3. Calcule la velocidad y realice una grafica v= f (t) y calcúlele la pendiente.

4. Compare los resultados d las dos aceleraciones obtenidas por los diferentes

métodos e indique el porcentaje de diferencia, utilice la tabla nº 2.

5. Como será si se duplica la masa del carro, afectara los resultados de la

aceleración? Haga la prueba.

Si afecta la aceleración porque ahora para acelerar desde el estado inicial en el mismo tiempo necesitaría el doble de potencia y una vez adquirida la aceleración necesitaría el doble de tiempo para frenarse

Distancia Recorrida = 101 Cm

SegundoALTURA DEL RIEL

7.4 Cm 8 Cm 9 CmTiempo 1 2.02 1.88 1.74Tiempo 2 2.05 1.87 1.72Tiempo 3 2.01 1.84 1.73Tiempo 4 2.04 1.84 1.73Tiempo 5 2.07 1.85 1.75

Tiempo Promedio 2.03 1.85 1.73

Altura (Cm)

Aceleración (m/s2)

Angulo (θ)

A=g*sen(θ) % de diferencia

V=a*t Aceleración

7.4 49.01 4.20 0.71 48.3% 50.46 24.868 59.02 4.54 0.77 58.25% 55.29 29.899 67.49 5.11 0.87 66.62% 59.13 34.18


Sen Ө =

CO/H

Cos Ө = CA/H

Sen = CO/H = 7.4/101 = 4.20

Sen ¹ = 8/101= 4.54

Sen ¹ = 9/101 = 5.11

Como será si se duplica la masa del carro, afecta los resultados de la aceleración? Haga la

prueba.

La respuesta de la pregunta numero 5 del análisis es esta anéxala donde va que no veo la hoja

donde va:

Si afecta los resultados de la aceleración porque al duplicar la masa se hace mas pesado, pero

eso va a depender de la velocidad y si esta en reposo o en movimiento.

Un cuerpo en reposo con masa duplicada la aceleración es menos pero en movimiento la

aceleración es más. Aumenta a medida que absorbe más velocidad.


CONCLUSION

"Las tres leyes del movimiento de Newton" se enuncian abajo en palabras

modernas: como hemos visto todas necesitan un poco de explicación.

1. En ausencia de fuerzas, un objeto ("cuerpo") en descanso seguirá en

descanso, y un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo

continuará haciendo indefinidamente.

2. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, se acelera. La aceleración es en

dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente

proporcional a la masa que se mueve: a = k(F/m)donde k es algún número,

dependiendo de las unidades en que se midan F, m y a. Con unidades correctas

(volveremos a ver esto), k = 1 dando a = F/m ó en la forma en que se encuentra

normalmente en los libros de texto F = m a De forma más precisa, deberíamos

escribir F = ma siendo F y a vectores en la misma dirección (indicados aquí en

negrita, aunque esta convención no se sigue siempre en este sitio Web). No

obstante, cuando se sobreentiende una dirección única, se puede usar la forma

simple.

3. "La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada

acción existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos:

"Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direcciones opuestas y magnitudes

iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con una fuerza F sobre el cuerpo nº 2, entonces el

cuerpo nº 2 actúa sobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual intensidad y dirección

opuesta."

http://www.monografias.com/trabajos5/laweb/laweb.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/cvector/cvector.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/contabilidad-mercantil/contabilidad-mercantil.shtml#libros

http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO


BIBLIOGRAFIA

_ Coles Meter. Einstein y el nacimiento de la gran ciencia, Editorial: GEDISA, 2005

_ HALLIDAY, David y RESNICK, Robert. Física. Parte 2. CECSA. México, 1974.

_ EISBERG, Robert M. y LAWRENCE S. Lerner. Física: Fundamentos y Aplicaciones.

Volumen II. México, 1990.

_ SERWAY. Física. Tomo II. Editorial McGraw Hill. Tercera Edición. México, 1993.

_ FIGUEROA, Douglas. Física. Sistema de Partículas. Unidad 3. Editorial Italgráfica.

Caracas, 1995.

_ RABBAT, José Alberto. Física. Introducción a la Mecánica. Fondo Editorial

Interfundaciones. Caracas, 1990

www.Monografias.com,

www.elprisma.com

www.google.com

http://www.google.com/

http://www.elprisma.com/

http://www.Monografias.com/

poleas

Documents