Ley 1014

LA PALANCA
La palanca es una máquina simple bastante eficiente. Básicamente está formada por una barra rígida que se puede hacer rotar respecto de un punto línea que recibe el nombre de FULCRO.
Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y el fulcro, se definen tres clases de palancas:
Primera clase: el fulcro se encuentra entre ambas fuerzas
Segunda clase: la carga está entre el fulcro yel esfuerzo.
Tercera clase: el esfuerzo está entre el fulcro y la carga.
En el conjunto de figuras siguiente están esquematizadas los tipos de palancas:
I clase II Clase III Clase
OBJETIVOS:
* Lograr el equilibrio de objetos que pueden rotar en torno a un eje, por medio de la aplicación de momentos.
MATERIALES:
* Barra graduada
* Caja de pesas
* Soporte universal
* Prensa* Dinamómetro
* Cinta adhesiva
* Software Data Studio.
* Hilo

Figura 1
PROCEDIMIENTOS
Experiencia 1:
 Montamos un sistema de palanca clase I, mediante el soporte universal y una barra graduada.
 Establecemos el equilibrio de la barra con ayuda de una pesa de 5gr.
 En uno de los extremos, con la ayuda de las pesas e hilos, establecemos la carga (Fl=mg) de 50gr., queserá nuestro valor fijo a una distancia de 49cm (Xl) del eje de rotación de la barra.
 En el otro extremo se va a aplicar una fuerza (Fa) a través de un peso(con la ayuda del hilo), que va tener una masa inicial de 50gr., a una distancia del eje de rotación, que va a estar en función de un alcance de equilibrio de la barra, es decir, hasta alcanzar una posición horizontal. Luego esta masa delpeso (Fa) va ir aumentando de 5 en 5 hasta obtener 10 valores.
Figura 2
DATOS
Fa (N) | Fl (N) 0.49Xl (m) 0.49 | Xa (m) | V.M. | 1 / Xa (m-1) |
0.490 | | | 0.490 | 1.000 | 2.04 |
0.539 | | | 0.447 | 0.912 | 2.23 |
0.588 | | | 0.407 | 0.830 | 2.45 |
0.637 | | | 0.377 | 0.769 | 2.65 |
0.686 | | | 0.348 | 0.710 | 2.87 |
0.735 | | | 0.326 | 0.665 | 3.06 |
0.784 | | | 0.307| 0.626 | 3.25 |
0.833 | | | 0.289 | 0.589 | 3.46 |
0.882 | | | 0.272 | 0.555 | 3.67 |
0.931 | | | 0.258 | 0.526 | 3.87 |
CÁLCULOS
1.- Lo primero es obtener la fuerza a partir de la masa, simplemente se hace la conversión de gr. a Kg. Y luego se multiplica por “g”.
50 gr. 50 gr. " 9,8 m / s2 0,49 N
1000 gr.
2.- Otro cálculo realizado fue la determinación de la ventaja mecánica,que se obtiene por el cuociente entre la distancia de la fuerza aplicada al eje de rotación, y la distancia entre la fuerza de carga al eje de rotación.
V.M = Xa = 0,447 m = 0,912
X1 0,490 m
Nota: También podemos calcular V.M de la siguiente forma:
V.M = F1 = 0.490 = 0,91
Fa 0,539
3.- Se hace necesario también calcular el valor reciproco de Xa, para poder realizar un gráfico lineal de lasdistintas fuerzas aplicadas versus las distancias a la q se encuentran del eje de rotación.
Reciproco de Xa 1/Xa (m-1) 1/0,447m = 2,23 m-1
GRÁFICOS
Al graficar la fuerza Aplicada (Fa) versus distancia 1 / Xa (m-1) nos queda:

Y al aplicarle una rectificación lineal (línea roja gruesa) nos da R= 1 lo que nos indica, que los datos obtenidos experimentalmente están correctos.

Experiencia 2
Montamos un sistema de palanca clase III, mediante el soporte universal y una barra graduada. Y realizamos el 2do y 3er procedimiento de la experiencia anterior.
 Luego, en la misma posición de la Fl, colocamos un dinamómetro, y con la ayuda de un hilo y nuestra fuerza lo sostenemos (de la misma manera que se muestra en la figura 3), hasta lograr el equilibrio. Así el dinamómetro nos indicará laFa en esa distancia, que se necesita para obtener el equilibrio. El dinamómetro nos indica en cm. la Fa , según lo que se estira el resorte. Por lo que debemos transformar esos cm. en N, mediante la conversión indicada por el fabricante que equivale a 3cm. igual a 1 Newton.
 Repetimos el procedimiento anterior, disminuyendo cada vez, la distancia Xa en 4 cm., hasta obtener 8 valores de Fa....