INFORME DE LABORATORIO DE DE FÍSICA BÁSICA
UNACH FACULTAD DE INGENIERÍA
Laboratorio de física aplicada
Alumno: Lisbeth Bolaños Bolaños
Carrera: Telecomunicaciones
Fecha Realización: 02/07/2018
Semestre: 1°
Fecha de Entrega: 09/07/2018
Docente: M.sC. Diego Machado
Paralelo: “B”
1. TEMA
Fuerzas que actúan en una Polea 2. OBJETIVOS: 2.1
Objetiv Obj etivo o General G eneral Determinar que fuerzas actúan en una polea.
2.2
Objet Objetivos E s pecíficos: pecíficos:
Medir la fuerza Fr que aparece en el soporte de una polea polea cuando invierte 90° la fuerza por peso Fg.
Realizar la fuerza Fr en función del ángulo α entre la fuerza por peso Fg y la fuerza
invertida F1.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO Fuerza Al empujar o jalar un objeto le aplicamos energía y hacemos que se mueva, detenga su movimiento o cambie de dirección. Por ejemplo, cuando levantamos la botella ejercemos fuerza en ella para hacer que se eleve. Del mismo modo, el líquido de la botella ejerce fuerza en la pared de la botella. La fuerza puede producir movimiento en el cuerpo o bien hacer que éste se deforme. Se puede gastar energía en el proceso, o la fuerza aplicada se puede equilibrar con una fuerza contraria de modo que esa energía no se gaste. Isaac Newton Sir Isaac Newton (1642-1727) fue el primero en establecer las leyes básicas del movimiento de los cuerpos. Él planteó tres principios fundamentales: 1. La primera ley de Newton establece que cada objeto permanece en reposo o en movimiento uniforme en línea recta a menos que sea obligado a cambiar su estado por la acción de alguna fuerza externa. Esto normalmente se considera la definición de la inercia. 2. La segunda ley explica cómo la velocidad de un objeto cam bia cuando se somete a una fuerza externa. La ley define que una fuerza es igual al cam bio en movimiento lineal (definido en la física como masa por velocidad) por el cambio en el tiempo. REALIZADO POR: CARLA PAREDES
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3. La tercera ley establece que por cada acción (o fuerza) en la naturaleza, existe una reacción igual y contraria. En otras palabras, si un objeto A ejerce una fuerza en el objeto B, éste también ejercerá una fuerza igual sobre el objeto A. ¿Qué es una polea? Una polea es una rueda giratoria con un reborde convexo curvado que va montada en un gancho o base para mayor estabilidad. Una cuerda, correa o cadena puede moverse por el reborde de la rueda para cambiar la dirección de una fuerza de tiro. Ejemplos de ellas son el asta de una bandera y la barra de una cortina. Una "polea individual fija" es aquélla que va unida a un objeto. Una "polea individual móvil" es aquélla que va unida a un alambre o cuerda de modo que se pueda mover con el alambre o cuerda. Una "polea individual fija" no aporta fuerza, distancia ni velocidad, sino que cambia la dirección de la fuerza. Se puede usar un sistema de poleas para mejorar el efecto de palanca al levantar pesos, reduciendo así la fuerza necesaria para mover un objeto. Aplicación de poleas: El ascensor Los sistemas de poleas se usan en el diseño de muchas máquinas, y especialmente para mover y levantar equipos y productos pesados. El ascensor es un ejemplo de un sistema de poleas diseñado para levantar pesos. La m ayoría de los ascensores usa contrapesos que tienen un peso igual al del elevador más un 40% adicional de la carga máxima que puede soportar. El contrapeso reduce la cantidad de peso que deba tirar el motor. En una instalación con carretes de elevación, un cable de polipasto se extiende desde el carrete impulsor unido al motor, pasa alrededor de una polea de gran tamaño unida a la parte superior del ascensor, luego sube por una segunda polea unida al techo del cajón del ascensor, y luego baja hasta el contrapeso.
4. MATERIALES Tabla 1: Materiales utilizados en la práctica.
N°
Cantidad
Equipo y descripción
1
1
Platillo para pesas de ranura, 10g
2
3
Pesa de ranura, 10g
3
1
Polea, D=40mm
4
1
Sedal
5
1
Tijeras
6
1
Disco graduado, original para reproducir
7
1
Transportador magnético
8
2
Dinamómetros magnéticos 4N
9
1
Hilo
10
1
Puntero magnético
5.PROCEDIMIENTO
Carga el platillo para pesas de ranura con tres masas (Mtot=40g), y desplaza el dinamómetro 2N hasta que este exactamente horizontal (fig1). La masa debe colgar libremente. Lee los dos dinamómetros y anota los valores de la fuerza desplazada F1 y de la resultante
Fr en la polea (α=90°). Varia el ángulo αentre la fuerza por peso Fg y F1 desplazando el soporte del dinamómetro
2N primero totalmente arriba, y después completamente abajo. Pon, aproximadamente, los ángulos dados en la siguiente tabla. REALIZADO POR: CARLA PAREDES
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Para ello, coloca el disco graduado de forma que su centro se encuentre en la intersección de los ejes de las fuerzas. Lee en cada una de las posiciones, es decir para cada ángulo α, las fuer zas Fr y F1, Y anota
los valores en la tabla. Quita el dinamómetro 2N del soporte y tira de él hacia abajo paralelamente a Fg (α=0°). Anota también estos valores.
6.DIAGRAMA DE LA PRACTICA
Figura1 Materiales a utilizarse en la practica
7. PROCEDIMIENTO 7.1 Montaje
Ajusta los dinamómetros antes de cada medición, en posición de uso. Cuelga la polea del dinamómetro 1N con el soporte para dinamómetros en la varilla soporte de la derecha, arriba del todo. El dinamómetro 2N, con el soporte para dinamómetros, a la varilla soporte de la izquierda, en posición horizontal (fig1). Ata el dinamómetro 2N con un trozo de sedal al patillo para pesas de ranura.
7.2 Realización
Carga el platillo para pesas de ranura con tres masas (Mtot=40g), y desplaza el dinamómetro 2N hasta que este exactamente horizontal (fig1). La masa debe colgar libremente. Lee los dos dinamómetros y anota los valores de la fuerza desplazada F1 y de la resultante
Fr en la polea (α=90°). Varia el ángulo αentre la fuerza por peso Fg y F1 desplazando el soporte del dinamómetro
2N primero totalmente arriba, y después completamente abajo. Pon, aproximadamente, los ángulos dados en la siguiente tabla. Para ello, coloca el disco graduado de forma que su centro se encuentre en la intersección de los ejes de las fuerzas. Lee en cada una de las posiciones, es decir para cada ángulo α, las fuerzas Fr y F1, Y anota los valores en la tabla.
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Quita el dinamómetro 2N del soporte y tira de él hacia abajo paralelamente a Fg (α=0°).
Anota también estos valores.
8. OBSERVACIONES Y PROCESAMIENTO DE RESULTADOS 8.1 Observaciones Mediante el experimento se observó lo siguiente. El perfil puede estar hecho netamente de aluminio o también puede estar hecho la base de madera y solamente el riel de aluminio La velocidad de la esfera de acero depende del ángulo de inclinación del perfil de aluminio Se observó que en algunos intervalos los resultados eran casi similares
8.2 Calculo de errores Tabla 1: Calculo de error absoluto y la sensibilidad.
Item
Equipo
Capacidad
1
Transportador
360°
Sensibilidad
Error Absoluto
8.3 Procesamiento de datos M= 110g ;
Fg = 1.078
Angulo α/°
F1/N
Fr/N
90°
1.12
1.52
80°
1.19
1.7
118°
1.16
1.29
77°
1.12
1.88
121°
1.20
0.99
131°
1.14
0.82
Tabla 2: Datos experimentales de tiempo de recorrido de las distancias fijadas
9. CONCLUSIONES
La fuerza que se aplica en un objeto produce una reacción esto está determinado por la tercera ley de newton la cual nos dice que para cada acción existe una reacción. 2 3 4
10. CUESTIONARIO 1. Calcula la fuerza por peso Fg y la masa m, y lleva los valores a la tabla. REALIZADO POR: CARLA PAREDES
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2. Compara los valores medidos de las fuerzas Fr y Fg. ¿Son iguales? La Fr y la Fg no son iguales.
¿Cuál es mayor? La Fr es mayor.
3. ¿Tienes que tener en cuenta la fuerza por peso de la polea? Si se debe de tener en cuenta debido que es importante para poder hallar la fuerza resultante.
4. ¿Cuál es su fuerza por peso? Mídela con un dinamómetro: La fuerza por peso es de 1.078 kg
5. ¿Bajo qué ángulo α es máxima la fuerza Fr? La Fr es mayor bajo el ángulo de 77°
6. ¿Bajo qué ángulo es mínima? La Fr es menor bajo el ángulo de 131°
7. ¿Cómo explicas esto? A medida que incrementa el ángulo la fuerza resultante que se aplica es menor y a medida que disminuye el ángulo la fuerza resultante aumenta en su valor.
8. Dibuja en una hoja aparte los paralelogramos de fuerzas con ángulos 70° y 120°. Determina con ellos los resultantes Fr y compáralas con los resultados de las tablas. Determina primero una cota apropiada, p ej. 1N =100cm. (Anexo 1)
Ejercicio complementario 1. Calcula el resultante Fr de las dos fuerzas F1 y Fg para tres ángulos, según la siguiente formula:
= √ + + α
90°
80°
118°
Fr/N
1.55
1.73
1.15
2. Compara los resultantes con los valores que has medido. ¿Qué encuentras? Los Valores que se obtuvieron varían en décimas con respecto a los valores que se obtuvieron con el dinamómetro.
3. ¿Cómo es el paralelogramo de fuerzas con α =90°, teniendo en cuenta la fuerza por peso de la polea? Dibuja el paralelogramo en una hoja aparte. (Anexo 2)
11. ANEXOS
11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS REALIZADO POR: CARLA PAREDES
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VALLEJO & AYALA. Laboratorio de física. PENTZ Mike y SHOTT. Milo Handling E xperimental Data (Open University Press Primera Edición, 1989) BAIRD, D, C, An Introduction To Measument Theory And Experment Desing (Prentice.Hall.Inc.Primera Impresión, New Jersey, 1962)
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