






Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
practica fisica politges, practica 1
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
1 / 12
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
A
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.
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: =
s
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: =
. 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 ∑
, 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, =
, i anoteu els resultats al full de dades.
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.
4
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
s
F
(amb unitats!)?
s
F
= 0,03(N)
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
=
√
T
2
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.
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 Unitats error 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