PRÁCTICA Nº 8
ESTUDIO
DE FUERZAS Y TRABAJO EN EL PLANO INCLINADO
OBJETIVO
·
Determinar las fuerzas que hay en un plano
inclinado y el trabajo que realza cada una.
·
Estudio de la Energía mecánica en este plano.
FUNDAMENTO
Movimiento en un plano inclinado. Si un cuerpo se
desliza a lo largo de un plano inclinado es porque tiene que existir una fuerza
en ese sentido.
Esa fuerza es la componente del peso que se puede
descomponer en dos: una perpendicular al plano, Py que es la
componente normal del peso y otra paralela al plano, Px llamada
componente tangencial.
Si representamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo
tenemos:
Donde:
Px=mgsenα
Py=mgcosα
Siendo α el ángulo que forma el plano inclinado con la
horizontal
La normal es la fuerza de reacción que ejerce la superficie
sobre el cuerpo, y es igual a la componente de la normal del peso, por lo que ambas
se anulan entre sí.
La resultante entonces de todas las fuerzas es:
∑ F=Px
= mgsenα
Luego la causa de que
un cuerpo se deslice por un plano inclinado es la llamada componente tangencial
del peso, que es otra fuerza.
MATERIAL
·
Soporte(base, nuez doble y varilla con gancho)
·
Regla
·
Carril
·
Dos dinamómetros
·
Coche
MONTAJE
PROCEDIMIENTO
1.-Medir el peso del coche con el dinamómetro.
2.-Medir PX y PY con el dinamómetro
para rampas que tienen distinta pendiente y realizar una tabla con los valores
obtenidos.
3.-Determinar la energía en el punto más alto y en el punto
más bajo a partir de los datos obtenidos.
4.-Calcular el trabajo que realiza cada fuerza al recorrer
el plano el coche en las distintas rampas.
RESULTADOS Y CÁLCULOS
1.- Los resultados obtenidos se reflejan en la siguiente
tabla:
Ángulo
|
Fa
|
Fn
|
Altura
|
sen
α
|
cos
α
|
1
|
0,1
|
0,2
|
21,7
|
0,2
|
0,4
|
2
|
0,28
|
0,38
|
47,7
|
0,4
|
0,76
|
3
|
0,3
|
0,3
|
43
|
0,6
|
0,6
|
4
|
0,4
|
0,25
|
36
|
0,8
|
0,5
|
a) Determinar fuerzas
en el plano inclinado y el trabajo que realiza cada una.
b) Estudio de la
energía mecánica.
1) Descomposición del peso: Px
= P · sen α Py = P
· cos α
2) Trabajo que realiza una fuerza (en un plano
inclinado α): W = F · ∆x · cos
α
3)Cálculo de la energía mecánica: Em = Ec + Ep
- Material: Soporte, nuez doble, un carril, dos dinamómetros,
un cochecito y una regla
1) Medimos el peso del
coche con el dinamómetro
2) Medimos con la
regla la longitud del carril.
3) Colocamos el carril
sobre el soporte con la nuez doble y medimos la altura.
4) Medimos con los
dinamómetros Px y Py.
5) Vamos colocando el
carril a diferentes alturas para repetir el paso 4 con diferentes ángulos.
6) Realizamos la tabla
y las gráficas con las medidas tomadas.
7) Determinamos la
energía en el punto más alto y en el más bajo y el trabajo de cada fuerza
para uno de los ángulos.
