“Desarrollamos el pensamiento para formar ciudadanos de bien”

GUIA DE LABORATORIO FÍSICA

GRADO NOVENO

POLEAS: MÁQUINAS SIMPLES

Una máquina es un dispositivo que sirve para multiplicar las fuerzas o simplemente para cambiar la

dirección de las mismas. Una polea es un ejemplo de máquina simple, es decir, que al disponerla

adecuadamente se aplica una fuerza para obtener otra fuerza diferente. La ventaja mecánica de una

máquina es el cociente entre la fuerza obtenida y la fuerza aplicada.

En esta práctica nos proponemos estudiar para qué se utilizan las poleas e identificar si éstas nos

ahorran trabajo.

Materiales:

Dos poleas simples

Un metro de hilo

Un dinamómetro

Dos poleas dobles

Un soporte

Una masa de 1 kg

Procedimiento:

1. Cuelga la masa directamente del dinamómetro para determinar su peso. Calcula el trabajo

necesario para levantarla una altura de 10cm, con velocidad constante.

2. Coloca la polea fija como lo muestra la figura. Con el dinamómetro mantén la mesa de 1kg

quieta y mide la fuerza que tienes que hacer.

3. Hala del dinamómetro para levantar la pesa, con velocidad constante, una distancia de 10

cm y mide la distancia que debe mover el dinamómetro. Calcula el trabajo realizado por la

fuerza que has ejercido. Registra los datos en la tabla de abajo.

4. Coloca una pole móvil como muestra la figura. Hala del dinamómetro de tal manera que la

pesa suba 10cm con velocidad constante. Mide la fuerza que debes hacer para levantar la

masa. Mide la distancia que debes mover el dinamómetro. Calcula el trabajo realizado.

Registra los datos en la tabla.

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5. Armar los sistemas de poleas mostrados en las siguientes figuras. Mide la fuerza que debes

hacer en cada caso para levantar la masa una distancia de 10cm, con velocidad constante.

Mide en cada caso la distancia que debes mover el dinamómetro. Calcula el trabajo

realizado en cada caso. Registra los datos en la tabla.

Fuerza aplicada con

el dinamómetro Distancia que se mueve el dinamómetro

Trabajo realizado

Polea fija

Polea móvil

Polea doble fija y doble móvil

Análisis:

1. Compara el trabajo realizado en cada caso con el trabajo necesario para subir la pesa

10 cm.

2. ¿Nos ahorran trabajo las poleas?

3. ¿Para qué es útil la polea del numera 2, si no disminuye el trabajo ni la fuerza aplicada?

4. Relaciona los resultados obtenidos con el principio de conservación de la energía.

5. Determina la ventaja mecánica en cada caso. Comenta los resultados.

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA:

La energía mecánica es la suma de la energía potencial más la energía cinética. Cuando la energía

mecánica de un sistema permanece constante, la energía cinética se transforma en energía

potencial y viceversa.

En esta práctica nos proponemos verificar la conservación de la energía mecánica del sistema que

conforman dos cuerpos en el arreglo de la máquina de Atwood.

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Materiales:

Polea

Cuerda

Soporte

Cronómetro

1,20 m de hilo delgado

Dos pesas de masas similares, pero no

iguales

Regla cronometro

Procedimiento:

1. Sostén las masas en la disposición de la figura. Las masas deben tener pesos similares para

obtener mayor precisión en la medida del tiempo.

2. Calcula la aceleración de caída de la pesa de masa m2 mediante la expresión:

𝑎 =𝑚2−𝑚1

𝑚2+𝑚1. 𝑔

3. Determina la energía potencial, con respecto al suelo, de cada una de las masas y encuentra

la suma de las energías, Einicial. Registra este dato en la siguiente tabla:

Einicia

4. Suelta las masas y mide con el cronómetro el tiempo que emplea la más pesada en llegar al

suelo. Repite varias veces el experimento en las mismas condiciones, registra los tiempos

en una tabla como la siguiente y calcula el promedio de los tiempos medidos.

No de ensayo Tiempo

1

2

3

4

Tiempo promedio

5. Con el valor del tiempo promedio, calcula la velocidad con la que la pesa llega al suelo

mediante la expresión:

V = Vo + at

6. Mide la altura de la masa más liviana cuando la más pesada ha tocado el suelo. Determina

la energía potencial, con respecto al suelo, de cada masa para este instante. Determina la

suma Epfinal y regístrala en una tabla como la siguiente:

Ep final

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Ec final

E final

7. Determina la energía cinética de cada masa para un instante antes de que la más pesada

llegue al suelo. Calcule la suma de las energías cinéticas Ecfinal y regístrala en la tabla.

8. Calcule la suma

Efinal = Ep final + Ec final y regístrala en la tabla.

Análisis:

1. Explica las transformaciones de energía que se han producido en el experimento.

2. Compara los valores de la energía inicial y la energía final.

3. Si no has obtenido el mismo valor exactamente para ambas energías, explica cuál de

los valores debe ser mayor.

4. Explica a qué se puede deber la diferencia encontrada entre los valores de la energía

inicial y final.

Bibliografía Mauricio, B. B. (2005). Física I. Bogotá: Santillana.