Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad

practica fisica politges, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

practica fisica politges, practica 1

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2018/2019

Subido el 28/11/2021

ioanaa_02
ioanaa_02 🇪🇸

1 documento

1 / 12

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
POLITGES: 1 A
LLEI DE NEWTON I PRINCIPI DE
CONSERVACIÓ DE L’ENERGIA
Abans d’anar al laboratori llegiu amb cura tot el guió de la pràctica.
Després de la pràctica, completeu l’informe (només les pàgines 5-8) i el
full de càlcul i lliureu-los al vostre/a professor/a de pràctiques en el
termini màxim d’una setmana.
Objectius
* Familiaritzar-se amb la realització de mesures i en la determinació d’errors.
* Aprendre a fer diagrames de sòlid lliure.
* Comprendre el funcionament de les màquines simples, en particular de la politja i el
concepte d’avantatge mecànic.
* Comprendre la conservació de l’energia en el funcionament de les màquines simples.
Introducció
Una màquina simple, en Física, és un dispositiu o màquina que únicament requereix
l'aplicació d'una força per funcionar. Són màquines simples: la palanca, el pla inclinat, la
corriola o politja, el torn, la falca, cuny o tascó i el caragol i segons alguns autors, la roda
també ho és.
Totes les màquines simples converteixen una força petita en una de gran, o viceversa.
Algunes converteixen també la direcció de la força. El quocient entre la intensitat de la
força que fa la màquina o força de sortida, Fs i la força d'entrada, Fe, i, s’anomena
avantatge mecànic:
=
Fs
Fe
. Malgrat tot, en sistemes reals l’avantatge mecànic pot ser
inferior al valor teòric esperat a causa de condicions no ideals (fregament, l’elasticitat,..).
Aquesta pràctica estudia el funcionament de les politges. Una politja és
un dispositiu simple que consisteix en una rodeta envoltada d’una
corda. La seva funció és la transmissió d’una força. Combinant politges
adequadament es pot construir una màquina que permet multiplicar la
força realitzada per un agent sobre un cos a través d’una corda. Podrem
alçar un cos realitzant una tensió T menor als pes P del cos que s’alça,
així l’ avantatge mecànic:
=
P
T
. En l’exemple del dibuix apliquem
una tensió T, per elevar un cos de pes P (que inclou la politja mòbil i el
pes de la massa que en penja). Si la politja inferior es troba en equilibri
(vegeu el diagrama de forces sobre el cos mòbil, encerclat), segon la
primera llei de Newton
F=0
, així
T+T P=0
,
2T=P
i l’avantatge mecànic és
= 2.
La màquina simple, però, no aporta energia, així que comprovarem que el treball en estirar
la corda:
W=F·d
ha de ser igual a l’increment d’energia potencial:
U=P·h
.
1
Lab.FFI. Tardor 21. Politges
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa

Vista previa parcial del texto

¡Descarga practica fisica politges y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

POLITGES: 1

A

LLEI DE NEWTON I PRINCIPI DE

CONSERVACIÓ DE L’ENERGIA

Abans d’anar al laboratori llegiu amb cura tot el guió de la pràctica.

Després de la pràctica, completeu l’informe (només les pàgines 5-8) i el

full de càlcul i lliureu-los al vostre/a professor/a de pràctiques en el

termini màxim d’una setmana.

Objectius

  • Familiaritzar-se amb la realització de mesures i en la determinació d’errors.

  • Aprendre a fer diagrames de sòlid lliure.

  • Comprendre el funcionament de les màquines simples, en particular de la politja i el

concepte d’avantatge mecànic.

  • Comprendre la conservació de l’energia en el funcionament de les màquines simples.

Introducció

Una màquina simple , en Física, és un dispositiu o màquina que únicament requereix

l'aplicació d'una força per funcionar. Són màquines simples: la palanca, el pla inclinat, la

corriola o politja, el torn, la falca, cuny o tascó i el caragol i segons alguns autors, la roda

també ho és.

Totes les màquines simples converteixen una força petita en una de gran, o viceversa.

Algunes converteixen també la direcció de la força. El quocient entre la intensitat de la

força que fa la màquina o força de sortida, F s

i la força d'entrada, F e

, i, s’anomena

avantatge mecànic:=

F

s

F

e

. Malgrat tot, en sistemes reals l’avantatge mecànic pot ser

inferior al valor teòric esperat a causa de condicions no ideals (fregament, l’elasticitat,..).

Aquesta pràctica estudia el funcionament de les politges. Una politja és

un dispositiu simple que consisteix en una rodeta envoltada d’una

corda. La seva funció és la transmissió d’una força. Combinant politges

adequadament es pot construir una màquina que permet multiplicar la

força realitzada per un agent sobre un cos a través d’una corda. Podrem

alçar un cos realitzant una tensió T menor als pes P del cos que s’alça,

així l’ avantatge mecànic:=

P

T

. En l’exemple del dibuix apliquem

una tensió T , per elevar un cos de pes P (que inclou la politja mòbil i el

pes de la massa que en penja). Si la politja inferior es troba en equilibri

(vegeu el diagrama de forces sobre el cos mòbil, encerclat), segon la

primera llei de Newton

F = 0

, així T + T − P = 0 , 2 T = P i l’avantatge mecànic és  = 2.

La màquina simple, però, no aporta energia, així que comprovarem que el treball en estirar

la corda: W = F·d ha de ser igual a l’increment d’energia potencial : U = P·h.

1

Suposarem que el material amb què treballem –cordes i politges- és ideal (suposem

negligibles la massa de la corda, i el fregament de les politges i que la corda és

inextensible).

NO suposarem que la massa de la politja és negligible i haurem de pesar sempre el conjunt

(pes, porta-peses i politja mòbil). Finalment recordeu que tota mesura experimental està

afectada pel corresponent error que cal propagar en els càlculs i que els resultats s’han

d’expressar convenientment arrodonits.

Material

 1 pissarra magnètica

 1 dinamòmetre de fons d’escala 3 N (de color verd)

 2 regles

 1 suport

 2 politges simples de 65 i 40 mm de diàmetre (grogues)

 2 politges dobles (grogues)

 1 portador de pesos i pesos diversos

 2 cordes una curta de 0,80 m i una llarga de 1,20 m

 2 eixos curts

 1 eix llarg

Càlculs previs

Transcriviu els resultats a les caselles violetes del full de dades/resultats.

Realitzeu els diagrames de forces corresponents a diferents associacions de politges 1,3 i

4 (el sistema 2 correspon a l’esquema anterior).

Determineu la relació ideal entre el desplaçament de l’extrem de la corda, d , i l’elevació de

la massa, h , anoteu la relació teòrica de d/h per cada cas al full de dades.

Apliqueu la primera llei de Newton a la part mòbil de cada sistema, calculeu l’avantatge

mecànic teòric de cada sistema,  =

P

T

, i anoteu els resultats al full de dades.

Cas-1 Cas-3 Cas-

2

Feu el muntatge de cadascuna de les associacions múltiples de politges amb la corda llarga.

2.1. (3.1, 4.1) Utilitzeu (per a cada cas) el dinamòmetre per mesurar el pes P del conjunt

format per les peses, el porta-peses i la politja mòbil.

2.2. (3.2, 4.2) Mesureu (per cada cas) la tensió de la corda T amb el dinamòmetre i anoteu-

ho a la taula 1

2.3 (3.3, 4.3) Desplaceu (per a cada cas) horitzontalment el dinamòmetre (la tensió que

marca ha de romandre constant) una distància d d’uns 20 cm (4 divisions). Anoteu h i d a

la Taula 1.

2.4 (3.4, 4.4) Determineu (per a cada cas) les la relació de desplaçaments i l’avantatge

mecànica d/h, P/T per cada cas, anoteu els resultats a la Taula 2.

2.5 (3.5, 4.5) Comproveu (per a cada cas) la primera llei de Newton amb el corresponent

error. A anoteu els resultats a i els resultats arrodonits la Taula 2.

2.6 (3.6, 4.6) Comproveu (per a cada cas) la conservació de l’energia. Determineu el

treball, increment d’energia potencial W,Ep i Ep W. Calculeu els errors i anoteu els

resultats i els resultats arrodonits a la Taula 2.

Completeu les mesures corresponents a les caselles blaves i pugeu al full

de dades a ATENEA (Lliurament de Dades). Les caselles grogues,

corresponents als vostres càlculs, i les de color taronja (arrodoniments)

cal omplir-les a l’informe, que pujareu també a ATENEA (a Lliurament

de l’Informe)

4

NOTA

Pràctica 1. Politges: 1

a

llei de Newton i principi de conservació de l’energia

Grup: M23 Data: 29/09/

Professor/a de Laboratori:

Sofia Valentí

Cognoms i Nom: Lin Yingying

Cognoms i Nom: Ioana Dobrinas

Quant val l’error sistemàtic de les mesures fetes amb el dinamòmetre 

s

F

(amb unitats!)?

s

F

= 0,03(N)

Quant val l’error sistemàtic de les mesures fetes amb els regles 

s

l

(amb unitats!).

s

l

= 0,05(cm) = 0,0005(m)

Feu el diagrama de forces que actuen sobre el pes per la politja simple i les tres politges

múltiples.

5

T - P

=

(− P ⋅ 

T

2

+( T ⋅ 

p

2

  Ep-W

=

(

E

p

a

)

2

W

a

2

Comproveu, cas per cas, si es compleix la 1

a

Llei de Newton, tenint en compte els errors.

(Taula 2).

Cas 1

Es compleix la 1a Llei de Newton només en el primer cas, vist que el resultat experimental

de les forces exercides és nul, únicament comptant amb un error mínim sobre aquest valor.

Cas 2

No es compleix la 1a Llei de Newton perquè la suma de les forces exercides sobre el cos

és diferent de zero, per tant, la primera Llei Newtoniana no es compleixen.

Cas 3

No es compleix la 1a Llei de Newton perquè la suma de les forces exercides sobre el cos

és diferent de zero, per tant, la primera Llei Newtoniana no es compleixen.

Cas 4

No es compleix la 1a Llei de Newton perquè la suma de les forces exercides sobre el cos

és diferent de zero, per tant, la primera Llei Newtoniana no es compleixen.

Comproveu, cas per cas, si es compleix el principi de conservació de l’energia tenint en

compte els errors. (Taula 2)

Cas 1

No es compleix el principi, la diferència entre l’Ep-W és menor a 0, mentre que el marge

d’error també es troba allunyat per poder complir la regla.

Cas 2

No es compleix el principi, la diferència entre l’Ep-W és major a 0 i el marge d’error també

es troba allunyat per poder complir la regla.

7

Cas 3

No es compleix el principi, la diferència entre l’Ep-W és menor a 0, mentre que el marge

d’error també es troba allunyat per poder complir la regla.

Cas 4

No es compleix el principi, la diferència entre l’Ep-W és molt menor a 0, mentre que el

marge d’error també es troba allunyat per poder complir la regla.

Conclusions

Atenent als resultats obtinguts en els quatre assaigs realitzats, quin avantatge comporta la

utilització d’associacions múltiples de politges per aixecar un pes?

El benefici aportat quant a la utilització de diverses politges per elevar un pes és que, com

més politges mòbils siguin introduïdes, s’haurà de fer menys força i per consegüent, també

menys esforç per elevar el pes desitjat.

Respecte al desplaçament que s’ha realitzat en cada cas per alçar-lo a una determinada

altura, la diferència entre altures també es veurà afectada, atès que també serà major.

Comenteu si, atenent als resultats, possibles causes d’error en relació a la 1

a

Llei de

Newton o conservació de l’energia.

Sí, hi ha causes d’error en l’experiment. Possiblement aquests marges d’error siguin perquè

s’han establert en els casos unes condicions ideals, negligint la fricció en les masses de les

politges, les cordes i el portador depeses, i també, per altres errors derivats d’errades en la

mesura i calibració del dinamòmetre, falta de precisió pel que fa al desplaçament de

dinamòmetre.

Comenteu si, atenent als resultats, es compleix el principi de conservació de l’energia en

cada cas.

Segons el principi de conservació de l’energia, l’energia no es crea ni es destrueix sinó que

es transforma en un altre tipus d’energia.

Cas 1

Sí es compleix el principi de conservació de l’energia, perquè com a resultat dona zero, i

per tant implica que l’energia que teníem al principi es manté constant fins al final.

8

FULL DE DADES. Cal omplir totes les caselles.

Codi de colors:

blau, dades

violeta, càlculs teòrics

groc, càlculs, resultats

taronja, resultats arrodonits.

10

Taula 1

DADES ADQUIRIDES

Magnitud mesurada Unitatserror Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4

T N 0,03 2,10 1,08 0,72 0,

d

cm 0,05 20,00 20,00 20,00 20,

h cm 0,05 20,00 10,00 3,40 6,

P N 0,03 2,10 2,22 2,34 2,

VALORS TEÒRICS

Magnitud Unitats Cas 1

Cas

2 Cas 3

Ca

s 4

d / h - 1  2  6  3 

avantatge mecànic ,: P /T - 1  2  3  3 

Taula 2

RESSOLUCIÓ

Magnitud Unitats Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4

d / h - 1,00  2,00  5,89  3,33 

avantatge mecànic ,: P /T

- 1, 

2, 

3, 

2, 

Comprovació 2a llei de

Newton

T-P

±T-P

2 T-P

±   T-P

4 T-P

±4T-P

3 T-P

±  3T -P

F

N 0, 

0,089 -0, 

0,09 0, 

0,11 0, 

0,

Comprovació 2a llei de Newton (resultats

arrodonits)

T-P   T-P

2 T-P ±

  T-P

4 T-P ±4T-P

3 T-P ±

 3T -P

F

N 0, 

0,09 -0, 

0,1 0, 

0,1 0, 

0,

Conservació de

l'energia

W J 0,420  0,014 0,222  0,028 0,117  0,042 0,156  0,

Δ Ep J 0, 

0,014 0, 

0,014 0, 

0,019 0, 

0,

Δ Ep-W - 0,000  0,020 0,000  0,031 -0,037  0,046 -0,016  0,

Conservació de

l'energia

 p -W

 p -W

 p -W

 p -W

FÍSICA I: Fonaments de Mecànica 11