TRABAJO EN EL PLANO INCLINADO

TRABAJO EN EL PLANO INCLINADO

Objetivos

Demostrar que el trabajo para llevar un cuerpo a una altura dada, por un plano inclinado, es independiente de la inclinación del plano. Si se desprecia la fricción.

Materiales y Equipo Usado

Balanza Dinamómetro Transportador

Regla milimetrada Carrito Carril

Soporte Calzo Mesa de laboratorio

Enfoque Teórico

Una superficie plana que forma un ángulo con la horizontal es un plano inclinado como se indica en la figura.

Si una fuerza F desplaza un cuerpo, actuando en la dirección del desplazamiento decimos que F realizo un trabajo (W). El cálculo de este trabajo se determina a partir de la expresión W=f.d. cosØ, donde Ø es el ángulo formado por F y d.

El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.

Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.

Se emplea en forma de rampa para reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras, subir ganado a camiones, acceso a garajes subterráneos, escaleras...).

Procedimientos

a) Forme el plano inclinado como se indica en la figura

b) Señale el punto de partida y de llegada, a cuya diferencia de altura llamaremos h.

c) Enganche el dinamómetro a la anilla del carrito

d) Arrastre el carro desde la posición A hasta la posición B. repita el procedimiento y anote sus resultados en la tabla A.

e) Repite el proceso anterior variando la inclinación del plano, pero permaneciendo constante la altura. Anote sus resultados en la tabla B.

Toma de Datos

Tabla A

F(n) d(m) Ø(°) H(m)

3 0.605 30 0.295

3 0.605 30 0.295

3.3 0.605 30 0.295

Tabla B

F(n) d(m) Ø(°) H(m)

3.80 0.605 45 0.41

3.75 0.605 45 0.41

3.85 0.605 45 0.41

Preguntas y/o Problemas

1) Determinar el trabajo realizado en cada procedimiento, en base a los datos obtenidos

1) A

W=F.d.cosØ

W=3.1*0.605*cos30

W= 1.62 J

B

W=F.d.cosØ

W=3.80*0.605*cos45

W= 1.62 J

2) ¿Qué puedes concluir en la 1?

Se puede concluir que la inclinación puede variar sin afectar el trabajo realizado. Porque en la tabla A realizamos unos cálculos dependiendo del ángulo de 30°, luego tomamos la tabla B que dependía de un ángulo de 45° y dio la misma cantidad de trabajo.

3) ¿Cuál será el trabajo realizado si el cuerpo se lleva desde la superficie hasta la posición B verticalmente?

El trabajo realizado de dicho problema será igual, ya que estamos demostrando que el trabajo es independiente de la inclinación del plano.

4) Compare las respuestas 1 y 3 ¿Cuál es tu conclusión?

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