Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Ingeniería Laboratorio de Estática Practica número 3 “Poleas“ Integrantes: Alvarez Rivas Diego Lara Rosas Dania Elida Brigada 4 28/septiembre/2015 Grupo 7 Solis Gómez Brenda Berenice Andrade Balbuena Jesús Javier Urzua Gonzalez Alexis Rodrigo P á g i n a 1 | 12 que es la práctica número 3 del laboratorio del curso de estática de la Facultad de Ingenieria de la UNAM. denominada con el nombre de “Poleas” Ayudara al lector. y principalmente a los estudiantes que realicen dicha práctica experimental a comprender de mejor manera los conceptos de “ventaja mecánica” y “relación de desplazamiento”. EQUIPO A UTILIZAR a) Marco metálico b) Flexómetro c) Juego de poleas d) Dinamómetro de 10 N e) 3 masas f) Hilos ACTIVIDADES PARTE I P á g i n a 2 | 12 . Estimar la ventaja mecánica y la relación de desplazamiento en sistemas de poleas que soporten cierta carga. OBJETIVOS Determinar la fuerza equilibrante en sistemas de poleas que soporten cierta carga.INTRODUCCIÓN La práctica experimental que se presenta en este documento. Además de comprender el funcionamiento de las poleas y su análisis matemático para el curso de estática. 5 0. Incline el dinamómetro en el plano del arreglo y registre el valor del peso y de la fuerza en la tabla No.49 0. 1 2.5 / 0.49 (45°) 0. ACTIVIDADES PARTE II P á g i n a 3 | 12 . Con ayuda del dinamómetro previamente calibrado determine la magnitud de la fuerza que habrá de aplicarse para que el peso W se encuentre en equilibrio. 1 como segundo evento. Medido / Calculado (. registre el valor del peso y de la fuerza en la Tabla No.848 3.05 Kg) 0.1.6 / 0.1 como primer evento. En el marco metálico construya la configuración que se muestra en la Figura No. 2 43 43 38 53 5 10 2 2 10 4.1. Anote como primer evento de la Tabla No.2 43 43 35 58 8 15 2 1. 2.4 1. 0.2 y 3 fueron 0.95 kg respectivamente 2.25 kg. 5 9.4 2. la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso ( yw1 ) y la fuerza ( yF1 ). y 0.2. Considerando que las masas utilizadas en los eventos 1.45 kg. Ésta será la posición inicial arbitraria del peso W ( yw1 ) y del dinamómetro ( yF1 ).2 el valor del peso W.8 93. En el marco metálico construya la configuración que se muestra en la Figura No.6 44 44 34 64 10 20 2 2 10 P á g i n a 4 | 12 .2 4. 2.40 . P á g i n a 5 | 12 . la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso ( yW1 ) y la fuerza ( yF1 ). 2. En el marco metálico construya la configuración mostrada en la Figura No. Figura No.2.81 6 2 6 4 4 1 1.4 4. 4.Donde VM: ventaja mecánica ( wF ) RD: relación de desplazamientos ( x 100 Número de poleas móviles: ΔyF ¿ ΔYw : eficiencia mecánica = ( VM RD ) 2 . Anote como primer evento de la Tabla No.46 6 2 6 5 5 2 3. 3. 4. y registre en la Tabla No. ACTIVIDADES PARTE III 1.7 63.3 3 4.0 4. Repita los puntos 1. 3 el valor del peso W.8 62. 2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta completar la Tabla No. 2 las nuevas posiciones del peso ( yw2 ) y la fuerza ( yF2 ) del primer evento. 3. Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria. Actividad Actividad 2 Polea W= 0.3. regular o dirigir la acción de una fuerza.9. Repita los pasos 1. Una máquina es un aparato creado para aprovechar.0 2 5 6 8 3 3 4.64 [N] Dinamóme W= 0. Figura No. dicho conjunto de piezas transforma una forma de energía en otra para realizar un trabajo determinado. 3.6 Pesa F= 1. cables.7 3.1 72. polea fija.20 [N] F= 4.05[Kg] =0.25[Kg] =2. 5.848 W= 0.291[N] F=0.). Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria.49[N] F= 0. poleas móviles.445[N] W= 0. base metálica) que acopladas de la manera adecuada logran aprovechar y dirigir una fuerza. 3 4. Explique ampliamente que es una máquina. y registre en la Tabla No.29 6 3.45[Kg] = 4.401[N] W= 0. 2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta completar la Tabla No. Dibuje los diagramas de cuerpo libre de los distintos elementos que intervienen en cada arreglo utilizado (pesa. 3 las nuevas posiciones del peso ( yw2 ) y la fuerza ( yF2 ) del primer evento. Indique si pueden considerarse todos los arreglos de esta práctica como máquinas.95[Kg] = 9. 2.05[Kg] =0. hilos. pues son un conjunto de piezas (poleas.49[N] 45 La fuerza se distribuye en dos poleas P á g i n a 6 | 12 . Es un conjunto de piezas acopladas entre sí. etc. Si se pueden considerar como máquinas todos los arreglos pues cumplen con las características de la definición de una máquina. CUESTIONARIO 1.22 [N] F= 2. En relación con la Tabla No.291[N] fuerza se distribuye en las 3 poleas 4. c) La altura a la que se colocan el dinamómetro y la pesa con respecto a la base del marco Tampoco influye en el experimento. y el porcentaje de eficiencia mecánica nos dice que tan eficiente es ocupar la cantidad de poleas empleadas. 5. Con base en los resultados de las actividades parte I.467[N] F= 3.Actividad 3 F= 0. pues la fuerza sigue siendo la misma b) El peso de la polea Para este experimento el peso.81 [N] F= 1.25[Kg] =2. P á g i n a 7 | 12 .097[N] W= 0. el material y la resistencia de la polea se consideran despreciables. la relación de desplazamiento que es el cociente de las diferenciales de fuerza y de peso es la relación que hubo al desplazar el dinamómetro a diferentes puntos.2 considerando que. Analice los resultados obtenidos en las dos últimas columnas y haga las observaciones pertinentes ¿Qué tendencias se aprecian? La ventaja mecánica es dos en cada evento pues fueron dos poleas las que se utilizaron.45[Kg] = 4. Es irrelevante. diga de qué forma influyen en dichos resultados las siguientes variables: a) La longitud e inclinación de los cables.95[Kg] = 9.445[N] W= 0.401[N] W= 0. Mencione diferentes usos que se hayan identificado para las poleas. esto puede provocar que la fuerza necesaria aumente o disminuya. d) El dinamómetro de las poleas. pues la eficiencia mecánica disminuyo considerablemente comparándola con la eficiencia mecánica de la prueba número 2. 8. a) La separación existente entre las poleas Influyen dependiendo el ángulo de inclinación formado por la cuerda que une a las poleas. 7. como en el ejercicio 1. esto se debe a que la fuerza necesaria para que el sistema estuviera en equilibrio es la misma. el problema al utilizar las 3 poleas es que se tenía que desplazar más el dinamómetro. De qué manera influyen los siguientes factores en los valores de VM. RD y para cada arreglo. En relación con la Tabla No. RD y ŋ. esto provocaba que no fuera tan “eficiente” el uso de esa cantidad de poleas. Por la magnitud de las piezas utilizadas en esta actividad no hay muchos factores que mencionar. la resistencia y el peso de las poleas. solo que se distribuye en las 3 poleas. para cada uno de los últimos empleados. anótelos. P á g i n a 8 | 12 . las masas en cuestión y el soporte de las poleas de donde están sostenidas. Sabiendo que idealmente VM = RD =2n determine el porcentaje de diferencia con respecto a los valores promedio VM.6. cuerdas (ó cadenas si fuera necesario). 9. e) Si se considera que hay otros factores importantes. b) La longitud e inclinación de los cables Va con relación al angulo que este forma c) El peso de las poleas Para este ejercicio se considera despreciable pues es mínimo. previo análisis de los resultados obtenidos en los dos últimas columnas Al utilizar 3 poleas el dinamómetro marco una tercera parte del peso. Disminuir la fuerza necesaria para realizar un trabajo 10.3 Elabore conclusiones. Elabore conclusiones y comentarios. por tanto se requiere menos fuerza. sin embargo al trabajar con maquinas y materiales mas pesados sería conveniente analizar el material. Los datos obetenidos fueron los siguientes: Evento 1 Evento 2 F W P á g i n a 9 | 12 .MEMORIAS DE CÁLCULO Actividad 1 Una vez elaborada la configuración de poleas solicitado. para que el arreglo se encontrara en equilibrio. se tomó la magnitud de la fuerza que se necesitaba en dos ocasiones. con ayuda del dinamómetro ya calibrado. una con la fuerza en vertical y la otra con la fuerza inclinada con un ángulo de 45°. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: Evento 1 Evento 2 Evento 3 P á g i n a 10 | 12 . que es la resta de la posición final del peso y la fuerza menos la posición inicial de estos. Ahora se con ayuda del flexómetro se midió la posición inicial del peso y de la fuerza necesaria para tener el sistema en equilibrio. esta vez ocupando una polea más. y por último la eficiencia mecánica que resulta de dividir la ventaja mecánica sobre la relación de desplazamiento y multiplicar el resultado por 100. que en este caso serían 2.Actividad 2 Al igual que en la actividad anterior se construyó una nueva configuración. Esto con el fin de obtener la relación de desplazamiento. la ventaja mecánica que es obtenida de dividir el peso entre las fuerzas que actúan sobre él. ya que se trata de un porcentaje. alternando en tres ocasiones el peso. Actividad 3 En esta parte se hizo exactamente lo mismo que en la actividad pasada. Los datos obtenidos de los tres eventos fueron los siguientes: Evento 1 Evento 2 Evento 3 CONCLUCIONES P á g i n a 11 | 12 . sólo que ahora integramos a la configuración una polea más. Russell C. Rusell Vector Mechanics for Engineers.L. pues si es necesario subir algún objeto pesado las poleas pueden disminuir la cantidad de fuerza requerida para realizar dicho trabajo. 2007 P á g i n a 12 | 12 . BIBLIOGRAFÍA MERIAM. Ferdinand. Estática 10ª edición México Pearson Prentice Hall. aunque la desventaja es que se tiene que realizar un desplazamiento mayor. 2004 BEER. P.A. E. Glenn Mecánica Vectorial para Ingenieros. y JOHNSTON. pero esto se puede optimizar haciendo uso de las matemáticas para que esa no sea una desventaja.S. Estática 3ª edición España Editorial Reverté. para saber si es eficiente o no el sistema que se está planteando. Mecánica para Ingenieros. en este experimento. Statics 8th edición U. J. para facilitar un trabajo. 2000 HIBBELER.Las poleas nos sirvieron. L. S. y eso puede comprobarse con la ecuación de porcentaje de eficiencia mecánica. y KRAIGE. McGraw-Hill.A.