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Las palancas

Enviado por NiroSilv@n@ C



  1. Palanca de primera clase
  2. Palanca de segunda clase
  3. Palanca de tercera clase
  4. Materiales
  5. Fundamentación teórica
  6. Actividades
  7. Resultados
  8. Análisis de datos
  9. Bibliografía

La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.

Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:

  • La potencia: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.

  • La resistencia: es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a mover. Su valor será equivalente, por el principio de acción y reacción, a la fuerza transmitida por la palanca a dicho cuerpo.

  • La fuerza de apoyo: es la ejercida por el fulcro sobre la palanca. Si no se considera el peso de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma de mantener la palanca sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.

En física, la ley que relaciona las fuerzas de una palanca en equilibrio se expresa mediante la ecuación:

Monografias.com

Siendo la potenciala resistencia, y dp dr las distancias medidas desde el fulcro hasta los puntos de aplicación de respectivamente, llamadas brazo de potencia brazo de resistencia.

Si en cambio una palanca se encuentra rotando aceleradamente, como en el caso de una catapulta, para establecer la relación entre las fuerzas y las masas actuantes deberá considerarse la dinámica del movimiento en base a los principios de conservación de cantidad de movimiento y momento angular.

Las palancas se dividen en tres géneros, también llamados órdenes o clases, dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

Palanca de primera clase

En la palanca de primera clase, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia. Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Para que esto suceda, dp ha de ser mayor que dr.

Cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto, o la distancia recorrida por éste, se ha de situar el fulcro más próximo a la potencia, de manera que dp sea menor que dr.

Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates o la catapulta (para ampliar la velocidad). En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial - codo - antebrazo.

Palanca de segunda clase

En la palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro. Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla, los remos y el cascanueces.

Palanca de tercera clase

En la palanca de tercera clase, la potencia se encuentra entre la resistencia y el punto de apoyo. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la obtenida; y se la utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él.

Ejemplos de este tipo de palanca son el quita-grapas y la pinza de cejas; y en el cuerpo humano, el conjunto codo - bíceps braquial - antebrazo, y la articulación temporo-mandibular.

Como las palancas son maquinas, cada una tendra su respectiva ventaja mecanica VM = R/F y si se desprecia el peso de la palanca y las fuerzas de friccion, entonces V M ideal = R/F = bp/br luego R.br = P.bp ,donde bp y br son los brazos de palanca de la potencia y de la resistencia respectivamente, es decir las distancias desde los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia hasta el fulcro.

Las palancas conforme a la disposicion de sus elementos pueden ser favorables a la potencia o al movimiento de la carga, de lo cual se puede inferir:

Monografias.com

OBJETIVOGENERAL

Determinar de manera experimental la relacion matematica que liga a las fuerzas aplicadas a una palanca en

equilibrio.

Materiales

• Base soporte

• Pinzas

• Palanca

Juego de pesas

• Portapesas

Fundamentación teórica

Antes de llegar al laboratorio debes consultar en un texto especializado sobre los siguientes aspectos:

  • 1. Maquinas

Una máquina (del latín machina) es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos, cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo. Se denomina maquinaria (del latín machinarius) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

  • 2. Palancas. Palanca de primer genero.

  • 3. Ley del equilibrio de las palancas.

Estas ya se encuentra expuestas en la introduccion.

PROCEDIMIENTO En este experimento deter-minamos por un lado el momento de fuerza ( t ) producido por una fuerza colocada a la izquierda del punto de apoyo y por otro lado el momento de fuerza ( t 1 ) producido por una fuerza colocada a la derecha del punto de apoyo para buscar el equilibrio en la palanca. Luego comparamos los momentos para veri-ficar la ley del equilibrio de las palancas.

Actividades

  • 1. Prepara el montaje segun la figura.

  • 2. Coloca a la izquierda a 10cm del punto de apoyo el portapesas con una pesa de 200g, que han sido previamente pesada en la balanza para determinar la masa total m = 0.2398 Kg. Esta longitud l = 0,10m y la masa (m) permanecen invariables en todo el experimento.

  • 3. Tome el otro portapesas y agregale una pesa de 50g y tres de 10g. Determina con la balanza la masa total m1 =kg

  • 4. Coloca el portapesas a la derecha del punto de apoyo y busca la posicion del equilibrio, extremando el cuidado que la palanca quede en posicion horizontal. Mida la distancia entre el punto de apoyo y la masa m1. Anota su valor l1.

  • 5. Cambia las pesas del portapesas, coloca ahora una pesa de 100g y una de 20g. Determina con la balanza la masa total m2 = kg.

  • 6. Cuelga el portapesas del lado derecho de la palanca y busca la posicion de equilibrio, extremando el cuidado que la palanca quede en posicion horizontal. Mida la distancia entre el punto de apoyo y la masa m2. Anota su valor l2.

  • 7. Cambia de nuevo las pesas del portapesas, coloca ahora una pesa de 100g y una de 50g. Determina con la balanza la masa total m3= kg.

  • 8. Cuelga el portapesas del lado derecho de la palanca y busca la posicion de equilibrio, extremando el cuidado que la palanca quede en posicion horizontal. Mida la distancia entre el punto de apoyo y la masa m3. Anota su valor l3.

DESARROLLO

  • 1. LISTO

  • 2. m = 239.8g 0 0.2398 Kg

l = 100cm = 0.10 m

  • 3. m = 120g = 0.12 Kg

  • 4. l = 20.2cm = 0.202m

  • 5. m = 160g = 0.16Kg

  • 6. l = 15cm = 0.15 m

  • 7. m = 190.8g = 0.908Kg

  • 8. l = 12.7cm = 0.127m

Resultados

1. A la izquierda

Masa de las pesas con el portapesas

m =0.2398 kg

distancia de m al punto de apoyo

l = 0,10m

Fuerza ejercida por m,

F = m × g = F= 0.2398Kg x 9.8 m/ = 2.35N

Momento producido por la fuerza

t = F × l = T= 2.35N x 0.10m = 0.235J

2. A la derecha

Análisis de datos

  • 1. De acuerdo con los resultados obtenidos ¿Como son los momentos de fuerza a la izquierda y a la derecha con respecto al punto de apoyo?

R/ los momentos de la fuerza en ambos casos (derecha e izquierda) tienen la misma direccion y su magnitud es directamente proporcional.

  • 2. De acuerdo con los resultados obtenidos. A medida que aumenta la fuerza a la derecha ¿Que sucede con la distancia del equilibrio?

R// la distancia de equilibrio disminuye disminuye

  • 3. Como cosecuencia de los resultados obtenidos se puede concluir que ( escoja una de las dos opciones ):

  • Una fuerza F1yF2 ... menor que otra fuerza F puede equilibrarse en una palanca.

  • En una palanca en equilibrio, cuanto menor sea la fuerza aplicada para equilibrar a otra fuerza que llamaremos resistencia, tanto mayor habra de ser la distancia entre el punto de apoyo de la palanca y la fuerza aplicada….

  • 4. ¿Cuanto es la ventaja mecanica de esta palanca?

Para el primer caso donde m1 = 0.12 kg

VM 1= m/m1 = 0.2398 kg / 0.12 = 1.998

Para el segundo caso donde m2 = 0.16 kg

VM2 = m/m2 = 0.2398 kg / 0.16= 1,49875

  • 5. ¿Es favorable a la potencia? ¿Es favorable al movimiento? ¿ Por que?

R/ Pues en los resultados anteriores quedo indicado que la ventaja mecanica es favorable al ser mayor que 1 , esto nos dice que es favorable a la potencia pero desfavorable al movimiento de la carga.

  • 6. Explique al menos dos palancas del cuerpo humano del tipo establecido en la practica.

R/ En el cuerpo humano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto tríceps braquial - codo - antebrazo.

  • 7. Fíjate en el dibujo adjunto, ¿Qué valor a de tener la fuerza aplicada F para equilibrar una piedra cuyo pero es de 100N?

Sugerencia aplique la ley del equilibrio de las palancas.

Bibliografía

  • Categoría: Máquinas simples, WIKIPEDIA la enciclopedia libre. http://es.wikipedia.org/wiki/Palanca

 

 

Autor:

Gina Montaño

Silvana Castro

Elvia Cano

Nestor Pineda

TRABAJO DE BIOFISICA

PALANCAS

PRESENTADO A

MATIAS PUELLO

FISIOTERAPIA I SEMESTRE

UNIVERSIDAD LIBRE

BARRANQUILLA 2009

Enviado por:

Niro Silvana C

 


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