APLICACIÓN PRÁCTICA 2

Actividades para la Aplicación Práctica

1.- Aparejo de una polea

Usa papel y bolígrafo, dibuja las poleas y realiza los ejercicios que te propongo. Al final tienes un enlace que te lleva a una página con las soluciones.

Comprueba que para subir un cuerpo de peso 3 N con un aparejo de una polea, tienes que emplear, como mínimo, una fuerza de 3 N.

a) ¿Cuál es la masa del bloque que pesa 3 N? -Recuerda Peso=m·g-.

b) Si la tensión iguala al peso la suma de fuerzas es cero y el sistema está en equilibrio. En este momento, empujando con una fuerza despreciable, sólo suficiente para rotar la polea, lo desplazarás facilmente en un sentido o en el otro

c) ¿Cuánto vale la tensión de la cuerda?

d) ¿Se mueve la polea?

e) ¿Este aparejo te permite desviar la dirección de la tracción? ¿Te permite aumentar los efectos de la fuerza de tracción?

f) Si pones una masa mayor en un lado, el sistema se descompensa y los bloques se mueven con aceleración. Pon 4 N y 3 N, calcula el valor de la aceleración y comprueba que el valor hallado por ti coincide con el valor que da el applet.

g) ¿Se mueven los dos con la misma aceleración? ¿Tienen el mismo signo las aceleraciones?

h) Cambia los pesos a los valores 5 N y 7N y calcula que velocidad tendrá cuando llegue al suelo (la distancia se expresa en cm).

i) ¿Qué reacción normal ejercerá el suelo sobre el bloque de 7/9´8 kg cuando se apoye en el suelo?¿ Y si fueran dos bloques de 6 y 7 N?

j) Si empleamos 7 N para subir 5N se produce aceleración. Calcula la fuerza resultante sobre el bloque de 7/9´8 kg. Recuerda que el incremento de energía cinética es igual al trabajo de la fuerza resultante. Calcula que energía cinética tendrá el bloque de masa 7/9´8 al legar al suelo. ( Las distancias se dan en cm).

k) ¿Que energía potencial adquiere el bloque de 5/9´8 kg? ¿Qué parte de la fuerza de tracción se emplea para dar esa energía potencial?

2.- Aparejo de dos poleas

Usa el aparejo de dos poleas y comprueba que para equilibrar un peso de 6 N sólo hacen falta 3 N ( y un poco más para sostener la polea que está en el aire (siempre suponemos que la masa de la polea es despreciable).

a)¿Cúantas veces es mayor el peso que logramos equilibrar con 3 N?

b) Pulsa "rest". Si desplazas 120 cm el peso de 3N desde la posición de equilibrio hasta el fondo (arrastrando con el ratón y con el aporte de una fuerza despreciable) comprobarás que el peso de 6N se elevó la mitad de la distancia reccorrida (60 cm). Esto supone que la cuerda, al enrollarse por los dos lados de la polea, eleva los 6N la mitad. Comprueba que el trabajo realizado al descender es igual al trabajo realizado por un peso doble al ascender la mitad. Recuerda que W=F.d

c) Si en lugar de 3N ponemos 4 N en la parte derecha, ¿se descompensa el sistema? ¿Se mueve alguna polea? ¿Qué fuerza tira de la cuerda unida al techo? Escribe las ecuaciones para el sistema y calcula esa fuerza (tensión).

d) Calcula la fuerza resultante sobre el bloque de 4 / 9´8 kg (Fuerza resultante=Peso -Tensión).

e) Si empleamos 4 N para subir 6N se produce aceleración. Recuerda que el incremento de energia cinética es igual al trabajo de la fuerza resultante. Calcula que energía cinética tendrá el bloque de masa 4 / 9´8 Kg al llegar al suelo?. (Las distancias se dan en cm).

f) ¿Que parte de la fuerza se emplea en comunicar energía potencial al bloque de 6 / 9´8 kg?

g) Cuando el bloque de 4 / 9´8) kg queda apoyado en el suelo ¿cuál es la reacción normal del suelo sobre él?

h) Si el radio de las poleas es de 20 cm y la cuerda que se enrolla en ellas no resbala mientras las hace girar ¿qué ángulo en radianes habrá girado cuando la masa de 4/9´8 kg llegue al suelo? ¿Giran las dos poleas el mismo ángulo?

i) ¿Cuál es la aceleracion angular de la polea en el caso anterior?

Si en lugar de poner el peso de 4N a la izquierda lo ponemos a la derecha el peso de la polea trabajará a nuestra favor para subir el bloque situado en la otra parte.

3.- Aparejo de 4 poleas

a) ¿Cuántas son móviles y cuántas fijas?

b) Un peso de 3 N ¿a cuánto peso es capaz de equilibrar?

c) ¿Es la tensión de una cuerda entera y unida sin discontinuidad y enrrollada a través de las poleas igual en diferentes partes?

d) Descompensa el sistema con un peso de 4N en la parte derecha y calcula la tensión de la cuerda en diferentes partes y la aceleración con que se mueven los bloques. Compara los valores obtenidos con los que muestra el applet. Las distancias en el applet vienen dadas en cm.

f) ¿Cuál es la relación entre la distancia que suben los bloques de 6 N y la que desciende el de 4N? ¿Esta relación se mantiene constante poniendo otros bloques con diferentes masas?

g) Calcula el valor de la velocidad con la que llega al suelo la masa de 4/9´8 kg.

h) Calcula la energía cinética en el momento del impacto con el suelo.

i) Calcula que % del trabajo realizado por la fuerza de 4 N situada a la derecha se emplea en aumentar la energía potencial de los otros bloques de 6 N.