Poleas.docx

Universidad San Carlos de Guatemala Facultad de Agronomía Física Aux. Sergio García Lunes/ Vespertina

Alejandra García Echeverría 201318021 Diana Alvarado Quiñonez 201404323 Elvis Estuardo Godínez Pérez 201410797

PRACTICA NO.7 Poleas 1. INTRODUCCION Las poleas son utilizadas en la física con dos fines: cambiar la dirección de una fuerza mediante cuerdas o transmitir un movimiento giratorio de un eje a otro mediante correas.

Existen diferentes tipos de poleas, polea fija y polea móvil. Y pueden estar regidas por el movimiento de caída libre. Además, para representar la dinámica en las poleas se utilizan diagramas de cuerpo libre que muestran al objeto de interés despojado de todos los objetos que lo rodean y mostrando todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo para obtener la fuerza neta externa que actúe sobre el objeto con el propósito de aplicar la segunda ley de Newton al movimiento del objeto.

2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 

Calcular las tensiones de las cuerdas al utilizar poleas en los experimentos de laboratorio.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Aplicar diagramas de cuerpo libre para determinar las tensiones de las cuerdas en la polea.



Calcular las tensiones de las cuerdas utilizando diferentes poleas y pesos.



Relacionar la teoría con los resultados experimentales obtenidos en laboratorio para comprender la dinámica de poleas.

3. MARCO TEORICO

¿QUÉ ES UNA POLEA? Una polea es un disco que puede girar alrededor de su eje. En su borde posee una canaladura en la que se aloja un cable, una cuerda o una cadena. La polea se emplea para elevar cargas (Montaner, 1984) SI el eje es fijo, es decir si la polea solamente gira, se llama polea fija. Si la polea se desplaza juntamente con la carga que eleva, se llama polea móvil.

4. METODOLOGIA EXPERIMENTAL POLEA FIJA – CONDICIÓN DE EQUILIBRIO Observemos que cuando la polea fija está en equilibrio podemos reemplazarla por la palanca indicada en la figura, cuyo apoyo coincide con el eje y los brazos de la palanca con los radios de la polea. La condición de equilibrio será:

La polea fija está en equilibrio cuando la potencia es igual a la resistencia. Esta condición se cumple cualesquiera sean las direcciones de las ramas de la cuerda.

POLEA MOVIL – CONDICIÓN DE EQUILIBRIO Observemos que cuando esta polea está en equilibrio podemos reemplazarla por la palanca de la figura, en la que el brazo de potencia es a = 2r y el de resistencia es b = r. La ecuación de equilibrio es:

La polea móvil está en equilibrio cuando la potencia es igual a la mitad de la resistencia.

Por lo anterior, se deduce que Q es la equilibrante de los esfuerzos realizados por ambas cuerdas, los que son iguales.

Esta condición se cumple solamente si las dos ramas de la cuerda son paralelas. Si no lo fueran, para hallar la potencia deberíamos descomponer la fuerza opuesta a la resistencia aplicando la regla del paralelogramo, ya que Q es la equilibrante del sistema formado por las dos fuerzas P de igual intensidad (Canudas, 1986). Teniendo en cuenta el triángulo rectángulo indicado en la figura, ya que el paralelogramo es un rombo, resulta:

5. RESULTADOS Y DISCUSION Figura no. 1: Experimento

Fuente: Manual de Laboratorio de física, T8

Cuadro no. 1: Tensiones Polea

Tensión

1

4.9

2

W/2

3

W/3

4

W/4

Fuente: Laboratorio de física, T8

Como se puedo observar para cada uno de los casos y mostrando los diagramas de cuerpo libre, con ayuda de dinamómetro que es un instrumento para medir fuerzas, basado en la capacidad de deformación de los cuerpos elásticos (Ecured, 2015) y un peso de 500kg, con este concepto se pudo observar como cada vez que las poleas se agregaban, el peso se iba distribuyendo proporcionalmente dividiéndose entre el número de poleas agregadas.

6. CONCLUSIONES 

Se calculó la primera tensión con una polea dando como resultado 4.9N.



Se aplicaron los diagramas de cuerpo libre para cada una de las poleas que se utilizaron en el experimento.



Se calcularon las tensiones para los diagramas de cuerpo libre con una, dos y tres poleas observando que para cada caso las tensiones se dividieron dentro del número de poleas utilizadas.



Para cada uno de los experimentos que se hicieron con una, dos, tres y cuatro poleas se pudo observar que el peso se distribuyó de manera proporcional ya que el peso para una polea se distribuyó a la mitad, y así gradualmente para los demás casos.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Montaner & Simón (1984) Diccionario Enciclopédico Hispano-Americano. Barcelona: 15 p. 909. 2. Canudas, A. (1986). Tratado elemental de Física. Barcelona. p38 3. Ecured.(16 de Abril de 2015).Ecured. Obtenido de https://www.ecured.cu/Dinam%C3%B3metro

8. ANEXOS

Dinamómetro

Polea