Conocer el uso del dinamómetro como instrumento para medir fuerzas.
Medir distintos tipos de fuerza que pueden afectar a un cuerpo.
Comprender con claridad el concepto de Momento de una Fuerza.
MATERIALES A UTILIZAR: Detalle
Cantidad
Control
Observaciones
Requerida
Devoluciones
Posibles Fallas
Taco de Rozamiento 1
Dinamómetro 2
PARTE I: FUNCIONAMIENTO DEL DINAMÓMETRO
1.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS Dinamómetro: El dinamómetro es un instrumento que tiene la capacidad de realizar mediciones de fuerza a través de un sistema mecánico compatible con el estiramiento de un resorte, para el caso del dinamómetro de muelle (fig.Nº 1).
cero. Debe sostenerse tal como se indica en la fig. Nº 2.
Figura 2.
Figura 1. El dinamómetro usualmente viene graduado en Newton y la lectura de una fuerza se realiza de manera directa sin ninguna transformación de acuerdo al valor marcado en la escala, una vez colocado el objeto a pesar. Antes de usar un dinamómetro de laboratorio es recomendable revisar si se encuentra bien calibrado, fijándose si el marcador se ubica en el valor 0 (cero) en posición vertical sin sostener ningún peso. De no estarlo puede girarse desde el aro de apoyo hasta que el marcador vuelva a
Otro punto importante a tener en cuenta es que el objeto a pesar no debe sobrepasar el máximo de escala que permite el instrumento (1N o 2N), ya que se puede perder precisión en las mediciones realizadas.
2. MATERIALES PARA ESTA EXPERIENCIA: Dinamómetro de 1N Dinamómetro de 2N Taco de rozamiento
3.
ACTIVIDADES A REALIZAR: 1.
Use el dinamómetro apropiado para medir el peso del taco de rozamiento mientras está colgado. Calcule también su peso en dinas. Registre sus datos en la tabla Nº 1 2. Coloque ahora el taco de rozamiento sobre el mesón apoyándolo sobre la superficie de goma. Mida la fuerza horizontal que permite sacarlo del reposo. Registre su lectura en la tabla Nº 2 3. Cambie la superficie de contacto por la de madera. Mida la fuerza que lo saca del reposo. Registre su lectura en la tabla N°2.
4. RESULTADOS DE LAS MEDICIONES CON EL DINAMÓMETRO: Tabla Nº 1: Elemento
Peso [N]
Peso [Dinas]
Taco de rozamiento
Tabla Nº 2: Elemento
Fuerza (con goma) [N]
Taco de rozamiento
5. EVALUACIÓN:
1. ¿Qué es el peso?
2. ¿Es lo mismo masa y peso? (Argumente)
Fuerza (con madera) [N]
3. ¿Puede un dinamómetro medir la masa de un cuerpo de manera directa?
4. ¿Puede un dinamómetro medir la masa de manera indirecta? ¿Qué transformación sería necesaria realizar en sus lecturas?
5. Suponga que una persona viaja a otro planeta y quiere medir la masa de un cuerpo con un dinamómetro ¿Puede variar el valor de la masa? ¿Qué variable podría verse modificada?.
PARTE II: FUERZA DE ROCE 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS: Cuando un cuerpo se encuentra en movimiento se ve afectado necesariamente a la acción del roce con dicha superficie, esto genera que el cuerpo pueda desgastarse o dañarse. Se ha tratado de reducir este efecto cambiando las condiciones de las superficies en contacto (ej.: puliéndolas). Como todos los materiales usados en construcción son de diversa naturaleza el roce será, por lo tanto diferente para cada caso. Un material poroso causa mayor roce que uno más pulido, de ahí que surge la necesidad de caracterizar cada material con un coeficiente de roce. Entonces, podemos decir que cada material puede reaccionar con una fuerza de roce propia. Se ha establecido que la fuerza de roce se puede obtener de la siguiente manera:
f roce ·N Donde representa el coeficiente de roce y N es la fuerza de reacción normal a la superficie de contacto, cuyo valor es igual al peso cuando la superficie es horizontal. La fuerza de roce se puede clasifica en: Fuerza necesaria para mantener al sistema en equilibrio. (Estática) Fuerza que se opone al movimiento (Dinámica). En ambos casos el coeficiente de roce será distinto y por lo tanto la fuerza de roce también lo será. La fuerza normal permanece invariante:
2. MATERIALES PARA ESTA EXPERIENCIA:
Taco de rozamiento Dinamómetro de 1N y 2N
3. ACTIVIDADES A REALIZAR: Coloque el taco de rozamiento sobre la superficie de goma. Engánchelo al dinamómetro y mida la fuerza que será necesaria para sacarlo del reposo. Registre sus datos en la tabla N°1. Deslícelo suavemente. Mida ahora, la fuerza que permite mantenerlo con rapidez constante. Registre sus datos en la tabla N°1. Repita el procedimiento anterior ahora cambiando a la superficie de madera. Registre sus datos en la tabla N°1.
4.
RESULTADOS:
Tabla Nº 1: Taco de Rozamiento Superficie de Goma Superficie de Madera
5.
F estática [N]
EVALUACIÓN: 1. ¿Qué es la Fuerza Normal?
F dinámica[N]
2. Para la superficie de goma, ¿tiene el mismo valor la fuerza dinámica que la estática? (argumente).
3. Para la superficie de madera, ¿tiene el mismo valor la fuerza dinámica que la estática? (argumente).
4. Los vehículos de transporte terrestre usan en la mayoría de los casos ruedas de goma. ¿Qué función cumple
5. la rueda refiriéndose al roce? ¿Es necesario que aumente o disminuya el roce?.
6. Mencione tres casos cotidianos de la construcción en los cuales aparezca o se use la fuerza de roce.