Practica 6 de Laboratorio de Fisica

Laboratorio de Mecánica, Práctica 5, Equipo 1 (2014)

1

Cambios de Velocidad y Aceleración M.A1, Rivera Flores1, M.A2, García Aguirre1, V3, Luna Martinez1,J.I4, García Sánchez1, A5, Escalera Perez1. 1Universidad de Guanajuato, DCNyE Enviado el 17/04/2015 RESUMEN

En ésta práctica, el objetivo fue determinar la fuerza de equilibrio en sistemas de poleas que soportan cargas, que es una pesa con masa determinada, además se busco estimar la ventaja mecánica, la relación de desplazamiento y eficacia mecánica en sistemas de poleas que soportan cierta carga. Durante la práctica, se armaron distintos sistemas de poleas, a los que además se les adicionó cierta carga, después, con un dinamómetro se determinó la magnitud de la fuerza que debía aplicarse para tener el peso agregado en equilibrio, después se movieron los arreglos hechos y registrar peso y fuerza al hacer dichos movimientos. Se reportan los resultados y mediciones ,de fuerzas, peso, masa, posiciones, relación de desplazamiento y ventaja mecánica,en las respectvas tablas presentadas mas adelante, para cada una de los 3 experimentos realizados (distintos sistemas), se hicieron mediciones. INTRODUCCIÓN: Se efectuaron mediciones para 3 sistemas de poleas. También se emplean medidas indirectas, mencionadas ya en los reportes anteriores. La definición de polea designa a una máquina utilizada para la transmisión de fuerza. Consiste en una rueda surcada en el borde, donde se coloca una soga, y se emplea con el objetivo de cambiar el sentido de la fuerza o disminuirla considerablemente. Las poleas se pueden clasificar de la siguiente manera: POLEAS MÓVILES: esta clase de poleas son aquellas que están unidas a la carga y no a la viga, como el caso anterior. Se compone de dos poleas: la primera esta fija al soporte mientras que la segunda se encuentra adherida a la primera a través de una cuerda. Las poleas móviles

permiten multiplicar la fuerza ejercida, debido a que el objeto es tolerado por las dos secciones de la soga. De esta manera, la fuerza aplicada se reduce a la mitad. Y la distancia a la que se debe tirar de la cuerda es del doble. POLEAS FIJAS: consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta a la viga. De esta manera, su propósito consiste en direccionar de forma distinta la fuerza ejercida, permitiendo la adopción de una posición estratégica para tirar de la cuerda. Las poleas fijas no aportan ninguna ventaja mecánica. Es decir, la fuerza aplicada es igual a la que se tendría que haber empleado para elevar el objeto sin la utilización de la polea. POLEAS SIMPLES: esta clase de poleas se utiliza para levantar una determinada carga. Cuenta con una única rueda, a través de la cual se pasa la soga. Las poleas


2

simples direccionan de la manera más cómoda posible el peso de la carga.

Existen dos tipos de poleas simples: POLEAS COMPUESTAS: el sistema de poleas compuestas se utiliza con el propósito de alcanzar una amplia ventaja de carácter mecánico, levantando objetos de gran peso con un esfuerzo mínimo. Para su ejecución se emplean poleas fijas y móviles. Con la primera se cambia la dirección de la fuerza a realizar. El sistema de poleas móviles más común es el polipasto, cuyas características se detallan a continuación: POLIPASTO O APAREJO: en este sistema las poleas están ubicadas en dos conjuntos, en el primero se encuentran las poleas fijas y en el segundo las móviles. El objeto o la carga se acopla al segundo grupo. Los polipastos cuentan con una gran diversidad de tamaños. Aquellos más diminutos son ejecutados a mano, mientras que los de mayor tamaño cuentan con un motor. OBJETIVOS:

Ø Determinar la fuerza equilibrio en un sistema compuesto de poleas con una cierta masa como carga.

Ø Calcular la ventaja mecánica, eficiencia mecanica y la relación de desplazamiento en sistemas de poleas.

MATERIALES: Se utilizaron los siguientes materiales:

Ø Flexómetro Ø Masas Ø Marco metálico Ø Juego de poleas (3) Ø Dinamómetro Ø Hilos

DESARROLLO EXPERIMENTAL: * Parte 1 1.-‐ En el marco metálico se monta un sistema, como la imagen lo muestra. Ésta será la posición inicial arbitraria del peso W (y1W) y del dinamómetro (y1F).

Figura 1.Sistema con una sola polea para la medición del primer evento. 2.-‐ Se registra el valor del peso W, la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso (y1W) y la fuerza (y1F).


3

3. Con dinamómetro, determine la magnitud de la fuerza que deberá de aplicarse para que el peso W se encuentre en equilibrio, registre el valor del peso y de la fuerza en la tabla 1 como primer evento. 4. Incline el dinamómetro en el plano del arreglo y registre el valor del peso y de la fuerza.

• Parte 2

Figura 2. Sistema de dos poleas para la medición del segundo evento.

1. En el marco metálico se monta nuevamente un sistema como la imagen, se agrega la masa y se realizan las mismas mediciones.

2. En la tabla 2 se anota el valor del

peso W, la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso (y1W) y la fuerza (y1F).

3. Se mueve el sistema a una posición definida, como en la figura 2, y registre posiciones del peso (y1W) y la fuerza (y1F) del primer evento.

* Parte 3 5.-‐ Finalmente se vuelve a montar un sistema como el de la imagen, agregando su masa y se anotan los cálculos en una tabla.

Figura 3. Sistema con tres poleas para la medición del tercer evento.

2. Se registra el valor del peso, la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso (y1W) y la fuerza (y1F).

3. Se mueve el sistema a otra posición arbitraria, figura3, y registre en la tabla las nuevas posiciones del peso (y2W) y la fuerza (y2F).

RESULTADOS: Evento W (N) F vertical Final 1 .200kg 1.25 -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 2 .200kg -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 1.20 Tabla 1. Medicionesdel primer sistema de poleas.


4

Evento W (N) F (N) Y1w 1 .200 .75 25 2 .200 .72 24.5 3 .200 .76 25 Y1F Y2W Y2F Δyw 24 22.5 30.5 2.5 25 22.5 30 1.5 24.5 23 31 2 ΔyF VM RD % n 5.5 .266 2.2 12.1 5 .27 1.11 8.18 6.5 .263 3.25 8.1 Tabla 2. Mediciones y cálculos segundo sistema. ECUACIONES:

• VM= W/F • RD= ΔyF / Δyw • % n = VM/RD x 100

CONCLUSIONES: La polea es una máquina simple, muy antigua, diseñada para aumentar la fuerza de elevación con una rueda de seguimiento y un cable, cuerda o cadena. Estos dispositivos se aplican, desde la antigüedad debido a su gran utilidad hoy en día a menudo se utilizan en las maquinarias modernas, con numerosos ejemplos de poleas que se encuentran en la vida diaria y con mayor regularidad en la industria. En esta práctica se utilizo la polea, demostrando su gran utilidad para demostrar las fuerzas y obtener resultados los objetivos planteados y se lograron hacer mediciones con diferentes sistemas de poleas que nos facilitaron el trabajo y por lo que observamos durante la realización de la práctica, podemos deducir, que al obtener una menor fuerza en los

dinamómetros, donde la ventaja mecánica fue muy similar en todos los experimentos. BIBLIOGRAFÍA:

• http://www.tiposde.org/ciencias-‐exactas/438-‐tipos-‐de-‐poleas/#ixzz2iNYzJBjK

Documents

Practica 6 de Laboratorio de Fisica