Practica: fuerzas en el plano inclinado

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, P_y que es la componente normal del peso y otra paralela al plano, P_x llamada componente tangencial.

Si representamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo tenemos:

Donde:

P_x=mgsenα

P_y=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=P_x = 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 P_X y P_Y 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

• 
  
  Objetivo

a) Determinar fuerzas en el plano inclinado y el trabajo que realiza cada una.

b) Estudio de la energía mecánica.

• Fundamento teórico

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

• Procedimiento

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.