Cómo calcular la carga que ingresa a una polea

Escrito por francis walsh | Traducido por mike tazenda
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Cómo calcular la carga que ingresa a una polea
Sistemas de polea simples.

Cada evento de la naturaleza tiene una ecuación que determina su origen. Cuando dos objetos se combinan para producir trabajo, la energía generada por uno de los objetos necesita ser multiplicada para afectar al otro. Los sistemas de polea multiplican la fuerza. El trabajo crea fuerza, y aunque la fuerza puede ser multiplicada utilizando poleas, la cantidad de trabajo ingresado al sistema permanece igual. Para calcular el trabajo ingresado en una polea simple o un sistema de poleas, necesitas aprender las ecuaciones que determinan estas leyes de relatividad, y cómo la gravedad, la energía y la fuerza afectan nuestro mundo físico.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Necesitarás

  • Polea
  • Cuerda
  • Balanza de resortes (newtoniana)
  • Varilla para medir

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Instrucciones

  1. 1

    Arma un sistema de polea simple donde la polea esté asegurada al soporte superior y la cuerda pase por encima de ésta. Crea un lazo en un extremo de la cuerda, donde insertarás la balanza, y en el otro extremo colocarás la carga. Escribe la ley de trabajo inicial y final. En un sistema de poleas sin fricción, estas cantidades son iguales: Trabajo (inicial) = Trabajo (final).

  2. 2

    Coloca una masa conocida en el extremo de la cuerda. Será necesario determinar la fuerza cuando calcules el trabajo ingresado al sistema. El trabajo se determina multiplicando la fuerza por la distancia atravesada: Trabajo (W) = Fuerza (F) x distancia (d) W = F x d. Escribe esta ecuación para utilizarla cuando quieras calcular el trabajo inicial.

  3. 3

    Eleva la masa tirando de la cuerda que tiene la balanza de resortes. Usando una varilla para medir la altura en que la masa es izada y la distancia en que la cuerda es tirada, puedes determinar el trabajo ingresado al sistema de poleas. Usar una masa conocida te permitirá calcular el trabajo ingresado a cualquier sistema de poleas si colocas todas las cantidades en la ecuación. Por lo tanto, la ecuación final para calcular el trabajo inicial en un sistema de poleas se determina de la siguiente manera: registra la medida del peso levantado (p) en miligramos. Mide cuánto se eleva la masa (h) en centímetros. Usa la balanza para determinar la fuerza ejercida (f). Mide la distancia en que fue tirada la cuerda (d). De esta manera, habrás creado las notas para todas las medidas necesarias para calcular el trabajo que ingresa a la polea o sistema de poleas.

  4. 4

    Calcula el trabajo ingresado a la polea usando las lecturas previas en la ecuación matemática correcta: Trabajo (W) equivale a fuerza (f) multiplicada por distancia (d), o sea W = f x d. El trabajo hecho por la polea en la ecuación es el peso (p) multiplicado por la altura (h). Usando estas ecuaciones de física puedes calcular el trabajo que ingresa y egresa de cualquier sistema de poleas.

Consejos y advertencias

  • Jalar de la balanza de resortes alterará los resultados. El peso de la balanza y la fuerza del peso al ser jalada arrojará un resultado distinto porque la balanza no está midiendo su propio peso durante la prueba.
  • La fricción altera los resultados expuestos más arriba. La fricción debe ser determinada antes de poder determinar el trabajo de ingreso y salida del sistema. F x d equivale a W x h + trabajo - fricción

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