Representación del trabajo mecánico por medio de una maqueta

INFORME DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN DE FÍSICA I

TÍTULO

Representación del trabajo mecánico por medio de una maqueta

Leslie Vargas

Carrera de Biotecnología

Escarlet Davalos

Carrera de Geociencias

Emily Garcés

Carrera de Biotecnología

Harold López

Carrera de Biotecnología

Objetivo.

-           Representar y aplicar los principios relacionados con el trabajo mecánico mediante el diseño y la elaboración de un ascensor a escala.  

Desarrollo.

Para poder explicar el trabajo (W) y como este varía de acuerdo a la masa, se construyó un elevador a escala (60cm x 40cm) de MDF que funciona manualmente y se mueve a través de una manivela; el ascensor está sostenido por una cuerda que ejerce una fuerza de tensión (T) y el mismo tiene un peso (P), que son las fuerzas que nos permitirán calcular el trabajo realizado.

En base a las características del proyecto planteamos un problema para poder explicar de mejor manera lo que sucede, el cual expresa que: Un elevador de 5 kg está sostenido por una cuerda a 5.5 m. Calcule la tensión de la cuerda cuando el elevador esté en ascenso. ¿Qué trabajo realizará el elevador cuando esté en movimiento?

Para la resolución del problema primero despejamos la tensión (T) en base a la segunda ley de Newton que expresa que la suma de las fuerzas en un solo eje es igual a la multiplicación de la masa y la aceleración.

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Para despejar la aceleración usamos las fórmulas del movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) y mediante un cronómetro tomamos el tiempo que es de 825 s. Primero hallamos la velocidad final.

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Después de tener la velocidad final reemplazamos en la fórmula para encontrar la aceleración.

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Posteriormente sustituimos y hallamos la tensión.

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Para dar respuesta a la pregunta de cuál será el trabajo aplicado sobre la tensión empleamos la fórmula del trabajo.

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Ahora qué pasará con el trabajo si la masa aumenta, ¿se mantendrá o cambiará?, a fin de probarlo agregamos un objeto que tiene una masa de 1kg al ascensor y realizamos los cálculos respectivos, tomando en cuenta que la aceleración no varió y que sube la misma distancia.

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Como observamos el trabajo aumentó por lo que podemos decir que a mayor masa deberá haber un mayor trabajo.

Conclusiones.

Con este elevador a escala se logró representar un trabajo, para lograr calcular el trabajo se utilizaron la fuerza de tensión ejercida por la cuerda y el peso del elevador, además, con este modelo a escala se comprobó que cuando se utiliza un sistema de poleas simples la fuerza es igual a la resistencia, lo que significa que si la fuerza de tensión es de 40 N la resistencia también será de 40 N, por lo tanto, si se añade un peso en el elevador el trabajo realizado también aumentará.

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