UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO VICERRECTORADO ACADÉMICO UNIDAD DE PLANIFICACIÓN ACADÉMICA
FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA: INGENIERIA CIVIL
ASIGNATURA: FÍSICA GENERAL I Y LABORATORIO. ESTUDIANTE: JILMAR SANCHEZ
TUTOR Ing. ULISES SANCHEZ.
PERIODO ACADÉMICO Octubre 2016 - Marzo 2017
1.
Tema: “Que fuerzas actúan en una polea de inversión”
2. Objetivos 2.1.
Objetivo General
Determinar que fuerzas actúan en una polea de inversión.
2.2. Objetivo Especifico
Medir la fuerza
Fr que aparece en el soporte de una polea
cuando invierte 90°la fuerza por peso Fg.
Registrar la fuerza Fr en función del ángulo α entre la fuerza por peso Fg y la fuerza invertida F1.
3.
Fundamentos teóricos
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.
¿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 También se puede decir que una polea , es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Descripción
o tipos
Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él ("poleas de ojo"), o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje"). Cuando, formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina "loca".
Según su desplazamiento las poleas se clasifican en "fijas", aquellas cuyas armas se suspenden de un punto fijo (la estructura del edificio) y, por lo tanto, no sufren movimiento de traslación alguno cuando se emplean, y "móviles",
que son aquellas en las que un extremo de la cuerda se suspende de un punto fijo y que durante su funcionamiento se desplazan, en general, verticalmente. Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "combinada" o "compuesta
POLEA SIMPLE FIJA
La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso. Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente.
POLEA MOVIL
Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga. La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga.
4. Diagrama de la
Práctica.
5.
Materiales
ITEM 1.-
CANTIDAD 1
EQUIPO Tablero metálico con
2.-
1
grillas. Disco graduado, original
3.4.5.-
2(2N) 1(12.46 G) 1
para reproducir Dinamómetros de 2 N Polea Marcador.
6. Montaje y Realización.
Montaje
-
Ajusta los dinamómetros antes de cada medición en la posición de uso. Cuelga la polea del dinámetro de 1N Fija el 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. Ata el dinamómetro 2N con un trozo de sedal al platillo para pesas de ranura.
Realización.
Para poder realizar correctamente esta práctica a cerca del MRU debemos seguir los siguientes pasos:
1. Cargar el platillo para pesas de ranura con tres masas (m tot=40g) y desplaza el dinamómetro 2N hasta que este exactamente horizontal. -
La masa deber 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°)
2. Varia el ángulo α entre 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 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. Quita el dinamómetro 2N del soporte y tira del hacia abajo paralelamente a Fg(α=0°) Anota estos valores.
7. Resultados. M= 60 g
Fg= 0,58 N
Angulo α/°
F1/N
Fr/N
90°
0,29 N
1,04 N
113°
0,6 N
0,77 N
105°
0,625 N
0,75 N
70°
0,9 N
1,3 N
52°
1,35 N
1,22 N
0°
0,56 N
1,28 N
Evaluación. 1.- Calcula la fuerza por peso Fg y la masa m y lleva los valores a la tabla La fuerza por peso es igual a 0,58 N y la masa es de 60g 2.- Compara los valores medidos de la fueras Fr y Fg ¿Son iguales?
No son iguales porque Fr es la resultante de todas las fuerzas o tensiones aplicadas a un objeto, mientras en Fg resulta de la multiplicación de la gravedad por la fuerza. 3.- ¿Cual es mayor? La fuera Fr es mayor ya que es la fuerza resultante. 4.- Tienes que tomar la fuera por peso de la polea? Si porque la polea al ser una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza esta influye en la fuerza resultante o Fr 5.- Cual es la Fuerza por peso? Es la fuerza de multiplicar la masa por 9,8 m/s que es la aceleración gravitatoria. Se mide en kilopondios o Newtons Ejercicio Complementario 1.- Calcula la resultante Fr de las dos fuerzas F1 y Fg para tres angulos α según la formula Fr=√ F 12+ F 22+ 2 F 1. F 2 cos ∝
α Fr/N
113° 2,11
52° 2,30
0° 3.632
8. Conclusiones. De la práctica realizada se puede concluir lo siguiente:
La polea es una máquina simple, que permite cambiar la dirección en que se aplica una fuerza.
Cuando en el equipo de la pizarra y la polea marca un ángulo de 0° sus fuerzas resultantes es mayor a la fuerza por peso.
Cuando sobre un cuerpo se ejercen varias fuerzas, las características de su movimiento dependen de la fuerza resultante de ellas.
9. Bibliografía
http://html.rincondelvago.com/poleas_1.html http://fisica.cubaeduca.cu/medias/interactividades/resultante/co/
modulo_contenido_8.html http://www.cienciaredcreativa.org/especiales/agua_sour.pdf es.slideshare.net/abibiana/laboratorio-de-fsica
