POLEA SIMPLE FIJA.

OBJETIVO

Determinar la fuerza equilibrante en sistemas de poleas que soporten cierta carga.

Estimar la ventaja mecánica y la relación de desplazamiento en sistemas de poleas que soporten cierta carga.

INTRODUCCIÓN

Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Según definición de Hatón de la Goupillière, “la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa” actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.

POLEA SIMPLE FIJA

La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.

Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente.

POLEA MOVIL

Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga.

La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga.

DESARROLLO

ACTIVIDADES PARTE 1

1. En el marco metálico construya la configuración que se muestra en la figura No.1

Figura No.1

2. 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, registre el valor del peso y de la fuerza en la tabla No.1 como primer evento.

Evento W[N] F [N]

1 2.445 2.5

2 5.379 5.4

Tabla No. 1

3. Incline el dinamómetro en el plano del arreglo y registre el valor del peso y de la fuerza en la tabla No.1.2 como segundo evento.

Evento W[N] F [N]

1 2.445 2.5

2 5.379 5.4

Tabla No.1.2

ACTIVIDADES PARTE 2

1. En el marco metálico construya la configuración que se muestra en la figura No.2. Ésta será la posición inicial arbitraria del peso W (Y1w) y del dinamómetro (Y1F).

Figura No.2 Figura No.3

2. Anote como primer evento de la tabla No.2 el valor del peso W, la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso (Y1w) y la fuerza (Y1F).

3. Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria, figura No. 3, y registre en la tabla No. 2 las nuevas posiciones del peso (Y2w) y la fuerza (Y2F) del primer evento.

4. Repita la actividad 1, 2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta completar la tabla No.2.

Evento W

[N] F

[N] Lecturas

(cm)

∆FY Lecturas (cm)

∆WY VM=W

F RD=∆FY

∆WY %η= VM/RD

1 2.445 1.3 Y1F=43.5 12.5 Y1w=42.5 6 1.88 2.08 90.38

Y2F=31 Y2w=52.5

2 5.379 2.8 Y1F=56 21.5 Y1w=42.5 10 1.92 2.15 89.30

Y2F=34.5 Y2w=52

3 7.235 3.75 Y1F=58 25 Y1w=42 12.5 1.94 2.0 97

Y2F=33 Y2w=53

PROMEDIOS VM=2.01 RD=2.07 %η=92.22

Tabla No. 2

Donde VM: ventaja mecánica RD: relación de desplazamiento

η: eficiencia mecánica = VM x 100

RD

Número de poleas móviles: __2__

ACTIVIDADES PARTE 3

1. En el marco metálico construya la configuración mostrada en la figura No. 4.

Figura No.4 Figura No.5

2. Anote como primer evento de la tabla No.3 el valor del peso, la fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en equilibrio y las posiciones iniciales del peso(Y1w) y la fuerza (Y1F).

3. Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria, figura No. 5, y registre en la tabla No. 3 las nuevas posiciones del peso (Y2w) y la fuerza (Y2F) del primer evento.

4. Repita la actividad 1,2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta completar la tabla No.3.

Evento W

[N] F

[N] Lecturas

(cm)

∆FY Lecturas (cm)

∆WY VM=W

F RD=∆FY

∆WY %η=

...