investigacion de proyectos

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS

“LAZARO CARDENAS DEL RIO”

LABORATORIO DE FISICA

NOMBRE DEL ALUMNO                                                                                                                                  .

GRUPO                  No DE BOLETA                                                       FECHA                                               .

PRACTICA # 5

PLANO INCLINADO

I-. JUSTIFICACION:

El estudio y desarrollo de esta practica es importante para la comprensión de los conceptos físicos de fuerza de rozamiento, coeficiente de rozamiento, fuerzas de gravedad, fuerza normal, peso y tensiones, así mismo para las relaciones existentes de estos conceptos en el plano inclinado

II-. HABILIDAD

Al termino de la practica el alumno aprenderá a interpretar y resolver problemas relativos a casos prácticos del plano inclinado

III-. PRE - REQUISITOS

El desarrollo de la siguiente practica requiere de los siguientes conocimientos:

a)      concepto de ecuaciones y unidades de:

1 fuerza de rozamiento

2 fuerza normal

3 coeficiente de rozamiento

4 condiciones y ecuaciones de equilibrio

5 concepto y unidades de peso

IV-. OBJETIVOS

A partir de los datos dados al alumno y sin cometer error:

a)      Calculara el coeficiente de rozamiento cinético en el plano inclinado mediante la ecuación:

mc= T- W Sen q

                        N

b)      Calculara la fuerza necesaria para subir el carrito por el plano inclinado mediante la ecuación:

T= W Senq + mN

c)      Calculara el peso del carrito para subirlo por el plano inclinado conociendo la fuerza T mediante la ecuación:

W=           T          .

       Senq + mCosq

d)      Comprobara los resultados analíticos obtenidos con los prácticos

e)      Representara el fenómeno físico mediante un esquema del equipo de laboratorio

V-. MATERIAL Y APARATOS USADOS

1  plano inclinado

1  carro de Hall

1  porta pesas

1  juego de pesas herradura

1  escala

VI-. CONSIDERACIONES TEORICAS

Un cuerpo sobre un plano inclinado tiende a deslizarse hacia abajo con movimiento rectilíneo uniformemente variado con una aceleración que es la componente de la aceleración de la gravedad paralelo al plano inclinado.

La fuerza de la gravedad puede ser descompuesta en dos direcciones; una paralela y otra normal al plano inclinado

La fuerza necesaria para que un cuerpo ascienda sobre un plano inclinado, puede ser

Para encontrar la fuerza necesaria parea subir el carro, la fuerza hacia abajo W, llamada peso, se descompone en dos componentes una paralela al plano inclinado y la otra perpendicular a este llamado normal N, la componente en N siendo perpendicular al plano inclinado, ni ayuda ni impide el movimiento de subida ni bajada. La componente paralela al plano W Sen q representa la fuerza que, en ausencia de una fuerza equilibrante,  acelera al carrito cuesta abajo del plano inclinado para que el carrito pueda subir por este plano, se debe ejercer una fuerza T cuesta arriba igual o mayor que la fuerza paralela al plano WSenq mas la fuerza de fricción.

Partiendo de nuestras condiciones de equilibrio:

åFx =0

åFy =0

Auxiliándonos en la figura anterior elaboramos nuestro diagrama de cuerpo libre:

Partiendo de nuestras condiciones de equilibrio tenemos:

åFx = 0 =Fr + W – T----------------1

åFy = 0 =N-Wy----------------------2

Pero Fr = mc N

Wx = Sen q

Wy = Cos q

Sustituyendo esto en las ecuaciones 1 y 2 tenemos

-T + mc N + W Senq = 0---------------------3

N = W Cosq = 0-------------------------------4

Como vemos necesitamos calcular de la ecuación 3 el coeficiente de fricción cinético así que despejamos el coeficiente y ponemos el valor de N, esto nos queda:

mc= (T- W Senq)/ W Cosq, ----------------5

(así obtenemos la primera formula de los objetivos)

Si despejamos T de la ecuación tres tenemos:

T = W Senq + mcN-------------------------6

Si despejamos a W de tres tenemos:

W = T-mcN/Sen q

Como sabemos que N=Cosq, despejamos y queda:

W = (T- mc W Cosq)/ Sen q

W Sen q = T-mc W Cosq

W Sen q + mc W Cosq = T

Sacamos a W como factor común:

W(Sen q + mcCosq) = T

W = T / (Sen q + mcCosq)--------------7

VII-. DESARROLLO DE LA PRACTICA

1-. Construir el diagrama de cuerpo libre del equipo de laboratorio

2-. Calcular el coeficiente de fricción de las ruedas del carro de Hall con el plano conociendo la inclinación de este, él eso del carro y la tensión (poner valores en el cuadro del experimento 1)

2-. Calcular la tensión necesaria para subir el carro conociendo la inclinación del plano, el coeficiente de rozamiento y aumentando peso al carro. poner valores en el cuadro del experimento 2)

3-. Calcular el peso del carro, conociendo la tension, el coeficiente y variando la inclinacion del plano. poner valores en el cuadro del experimento 3)

VIII-. CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO

A partir del movimiento en el equipo de laboratorio:

1-. Dibujar un esquema del equipo

2-. Llenar el siguiente cuadro con los valores del experimento.

IX-. HOJA DE CALCULO
X-. ESQUEMA DEL EQUIPO

XI-. CUESTIONARIO TEORICO

1-. ¿Qué es un plano inclinado?

2-. ¿Por que disminuye el esfuerzo un plano inclinado entre menos inclinado este?

3-. ¿Que es la normal?

4-. Que fuerza debe vencer T para que se produzca el movimiento

5-. ¿Cómo es la normal con respecto a W en un plano inclinado?

6-.  En ausencia de una fuerza T que haría el carro sobre el plano inclinado?

7-. ¿Por qué se gasto mas fuerza para mover el carro en el plano inclinado que en uno horizontal?

8-. Mencionar 5 ejemplos de la utilidad del plano inclinado

1-.

2-.

3-.

4-.

5-.

9-. Resolver el siguiente problema

¿Que peso tendremos que utilizar para que el carrito de Hall empieze a desplaxarse por el plano inclinado? (no hay rozamiento).

10-.Si en el problema anterior T = W, ¿Qué le pasaría al carro?

XII-. CONCLUSIONES

 TEORICO - PRACTICAS

PERSONALES