Aplicación de sistemas de poleas para reducir el esfuerzo durante el levantamiento de cargas
1. Resumen En este proyecto vamos a demostrar como un sistema de poleas tendrá que levantar una cierta cantidad de peso con lo cual pueda reducir el esfuerzo físico realizado realizado al levantar una carga. Constará de tres poleas de aluminio que es el que aguantara el peso. 2. Plantea Planteamie miento nto del proble problema ma ¿Cuáles deberían ser las aceleraciones en un sistema que pretende alternar dos cargas y cuál es la fuerza de tensión posible a soportar si la carga que se desea subir, además hallar la otra carga que la hará subir
3. Formul Formulaci ación ón de de la la Hipót Hipótesi esis s !eali !ealiza zando ndo una serie serie de ecua ecuacio ciones nes,, así así como como la aplica aplicació ción n de las leyes leyes de ne"ton, ne"ton,
se podrán podrán determinar determinar los valores valores de tensión tensión y acelera aceleración ción de este
sistema de poleas.
4. b!etiv etivo os 4.1. b!etivo ivo "ener enera al !educir el esfuerzo físico realizado al levantar una carga haciendo uso de un sistema de poleas.
4.2. 4.2.
b!et b!etiv ivos os #spe #spec$ c$fi fico cos s #eterminar el valor de la tensión que e$erce la carga de peso en %g en el sistema de poleas. #eterminar el valor de la aceleración que e$erce la carga de peso en %g en el sistema de poleas.
Describir la relación que existe entre la cantidad de sistema (poleas) y la efciencia en su trabajo.
%. Fund Fundam amen ento to &eó &eóri rico co %.1. Fuerza En física física,, la fuerza es una magnitud magnitud vectorial que mide la intensidad del interc intercamb ambio io
de mom momen ento to
lineal lin eal entr entre e
dos dos partículas
o si sist stem ema as
de
partículas.. &eg'n una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de partículas
modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. (o debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
%.1.1. Fuerzas 'oncurrentes )n sistema de fuerzas concurrentes es aquel para el cual e*iste un punto en com'n para todas las rectas de acción de las fuerzas componentes. +a resultante es el elemento más simple al cual puede reducirse un sistema de fuerzas. Como simplificación diremos que es una fuerza que reemplaza a un sistema de fuerzas. &e trata de un problema de equivalencia por composición, ya que los dos sistemas las fuerzas componentes por un lado, y la fuerza resultante, por el otroproducen el mismo efecto sobre un cuerpo.
%.1.2. Fuerzas coplanares )na fuerza coplanar es un con$unto de fuerzas que se encuentra en el mismo plano y que tiene el mismo punto de aplicación fuerzas concurrentes-. Cualquier con$unto de fuerzas coplanares concurrentes puede reemplazarse por una sola fuerza cuyo efecto es el mismo que el de las fuerzas dadas y que se denominas su resultante
%.1.3. Fuerzas paralelas &on aquellas fuerzas que act'an de manera paralela en un mismo ente. Estas fuerzas pueden tener el mismo sentido o sentido contrario.
%.2. (e)es de *e+ton %.2.1. Primera le) de *e+ton )n cuerpo se encuentra en estado de equilibrio si y solo si la suma vectorial de las fuerzas que act'an sobre l es igual a cero. Cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio la resultante de sus fuerzas es igual a cero.
%.2.2. ,egunda le) de *e+ton &e encarga de cuantificar el concepto de fuerza. (os dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. +a constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos e*presar la relación de la siguiente manera/ F =m × a
%.3.
Poleas )na polea es una rueda acanalada en todo su perímetro. 0ediante un sistema formado por poleas y correas de transmisión se transmite movimiento entre diferentes e$es. #ependiendo de la diferencia de
diámetros entre la polea conductora y la polea conducida se pueden generar mecanismo de reducción o de aumento. +a polea tambin se utiliza como máquina simple que facilita el traba$o y permite levantar ob$etos pesados realizando menos esfuerzo.
%.3.1. Polea simple fi!a +a manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un e*tremo de la cuerda, y tirar del otro e*tremo para levantar el peso. )na polea simple fi$a no produce una venta$a mecánica/ la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el ob$eto sin la polea. +a polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente.
%.3.2. Polea móvil )na forma alternativa de utilizar la polea es fi$arla a la carga un e*tremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro e*tremo para levantar a la polea y la carga.
%.4.
-ovimientos ependientes Cuando se tiene dos cuerpos unidos por cuerdas u otros dispositivos como poleas, el movimiento de uno de ellos depende del otro, pues si uno de ellos se mueve a una cierta distancia, el otro tambin avanza una distancia que está determinada por la primera o guarda relación con ella.
%.4.1. Relación entre dos cuerpos unidos por un cable Cuando dos cuerpos están unidos por un cable o cuerda, si uno de ellos se mueve con una aceleración, el otro se mueve con la misma aceleración. 1ara un cuerpo de masa 2034 que recorre una distancia de 254, el cuerpo de masa 2064 tambin recorrerá la misma distancia 254
e37e678 %.4.2. Relación entre tensiones de una polea 1ara una polea de masa 2mp4 que se desplaza con una aceleración 2a4
%.4.3. Relación de aceleraciones de cables de poleas 1ara visualizar como se mueven los cables conectados a una polea en movimiento, ubiquemos los puntos 284, 234 y 264 tal como se indica en la figura
/. Antecedentes &eg'n el traba$o realizado por +itardo, !omán, !omero y 9guirre 6833- el cual consiste en un &istema de : poleas con dos pesos actuando como fuerza a los que se busca encontrar las velocidades y aceleraciones. &eg'n el traba$o realizado por 0a*imiliano 688;- de la universidad de la rep'blica nos presenta un sistema de poleas en donde en donde se encuentran dos 6 cargas, en el cual el ob$etivo es determinar las velocidades usando la segunda ley de (e"ton.
0. ustificación En la actualidad siempre se busca la formación de sistemas que ahorren el esfuerzo que le lleva al hombre realizar diferentes traba$os. Entre estos esta el clásico uso de poleas, con el cual se puede tener mayor facilidad a la hora de levantar cargas pesadas con un menor esfuerzo físico, ahorrando tambin tiempo y me$orando el mane$o de algunas cargas.
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