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Introducción

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Figura 1 instalación para experimento 5

La simple rueda y eje es usado para levantar y jalar una carga a través de una considerable distancia, y es usualmente llamado torno. Este consiste de una rueda trabajando en un eje o tambor de muy pequeño radio; la carga es enganchada a una cuerda o cable que es enrollada al tambor cuando la rueda es girada. Como en la figura 1,la rueda puede ser remplazada por un mango, como la manivela usada para levantar agua del pozo; o puede ser girado por barras proyectadas como en el volante de un barco. Para la rueda es usualmente poder conducido y poder teniendo engranes como en el camión de la figura 1.

La rueda y el eje es básicamente una palanca; el esfuerzo (P) actúa al final de un brazo palanca de radio (A) de la rueda,y levanta la carga (W) al final de un brazo palanca corto igual al radio (B) del tambor (ver figura 1). Despreciando la fricción, la ventaja mecánica de la rueda y el eje es igual a la razón de velocidad que para una vuelta es;

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Como para una palanca, pero mientras que una palanca no puede levantar la carga muy lejos, la grúa con una rueda y eje esta solamente limitado por la cuerdaen el tambor. También para hacer el radio (A) más grande que el radio (B), una gran ventaja mecánica puede ser ganada.

Aunque la ventaja mecánica teóricamente (M.A). Es igual a la razón de la velocidad (V.R). La real (M.A). Es reducida debido a la fricción en el huso que aumenta con la carga. Cuando la carga (W) es variada será encontrada (como con las máquinas de levantamiento más simples) queel esfuerzo (P) aumenta proporcionalmente, y la relación entre (P) y (W) esta dada por:

P = aW + b

Donde (a) indica como (P) incremente con (W) y (b) es el esfuerzo requerido comenzar la maquina sin carga. Pero (a) y (b) son constantes de la maquina. Esta relación es llamada la ley de las maquinas. Esta es una ley lineal, y la grafica de (P) y (W) puede ser una línea recta.

La (M.A.)esta dada por W/P y desde P = aW + b, entonces

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Entonces M.A. también variara con la carga (W); pero las variaciones no son lineales como con (P) y (W). Esto será demostrado con el experimento.

La eficiencia (E) puede variar con la carga en una similar manera (M.A.), entonces;

y VR es una constante igual a A/B.

Experimento 5– Parte 1

Objetivos

Determinar:
1.la ley de las maquinas por una simple rueda y eje.

2. la variación de la ventaja mecánica y eficiencia con carga

Equipo

• 1 unidad de rueda y eje ( articulo EX11A)
• 2 tuercas de bloqueo (articulo P1)
• 2 ganchos de peso (articulo P10)
• 1 juego de pesas (articulo P7)
• 1 gancho ligero (articulo P11)

Método

Asegurar el panel de montaje en posiciónvertical. montar la unidad de rueda y eje (EX11) en la parte superior del panel en el hoyo (J8) y (J10) y asegurarlo tuercas (P1).

El tambor de la unidad de la rueda y eje están hechas en dos secciones de diferente diámetro para proveer de dos diferentes tamaños de rueda y eje. El diámetro de la rueda es de 60 mm y el diámetro de las dos partes del tambor son 20 mm y 15 mm. Recuerde estas medidasy regístrelas.

Prueba 1

Tome la cuerda sobre el diámetro mas grande del tambor, sostenga la otra punta tenso y gire la rueda de modo que la cuerda sea enrollada uniformemente a lo largo de la parte más grande del tambor dejando aproximadamente 300 mm que cuelgan del tambor.

Sostenga la rueda fijamente y enrolle la cuerda en dirección contraria a la cuerda del tambor, la salida del lazoque cuelgue por debajo de la rueda. El aparato ahora es aparejado como una simple rueda y eje de un radio de la rueda (A) 30 mm y el radio del eje (B) de 10 mm dando una razón de velocidad (V.R.) de 3.

Todavía sosteniendo la rueda fijamente, poner el gancho ligero (P10) a la cuerda del tambor teniendo una carga (W) de 0.1 N juntar el gancho ligero (P11) a el cordón de la rueda y agregar...
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