GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

Momentos 2

  Fundamento

El sistema de la figura consiste en una barra articulada en su extremo superior y sobre la que actúan las siguientes fuerzas.

 

que es el peso de la barra  que está aplicada en su centro de masas.

 es la tensión de la cuerda que viene medida por el peso del portapesas con sus pesas. Esta fuerza está aplicada a una distancia L  del eje de giro.

 es el peso de la esfera de hierro (veanse las fotografías). La cuarta fuerza es la  reacción  que ejerce el eje sobre la barra.

l  designa la distancia desde el eje, a la fuerza

 l/2 es la longitud desde el eje hasta el agujero central de la barra donde está aplicada la fuerza .

 

Teniendo en cuenta (veanse las fotografías) que la distancia   l = 35 cm y la distancia L =10 cm, se deduce que

                                                   

 

Si el sistema  se encuentra en equilibrio la suma de los momentos respecto al punto del eje de giro de la barra es cero. El momento de la fuerza  es nulo. Los ángulos a y j son complementarios.

                

 

Si en el experimento se mantienen constantes,  W (peso de la barra) y P (peso de la esfera de hierro) y se varía T (poniendo más o menos pesas en el portapesas), el ángulo a varía en función de T de  acuerdo con la ecuación anterior, lo que nos indica que al representar T en el eje Y , frente a tag a  en el eje X, se obtiene una línea recta  que pasa por el origen de coordenadas, y cuya pendiente es . En cada una de las fotografías se indica la masa M del portapesas y pesas. A partir de las distintas M y de los ángulos que se miden en cada fotografía, se ha de calcular  el valor de la pendiente.

 

 

Fotografías 

 

Utilice un semicírculo graduado para medir los ángulos en cada una de las fotografías. Los valores medidos los coloca en la Tabla 1. Puede resultar más cómodo medir el ángulo j que es el complementario de a. Ponga especial cuidado en la medida de ellos. 

 

 

Primera fotografía

La masa M del portapesas y de las pesas se han determinado con una balanza. M = 56,1 g

A partir de ese valor debe  calcularse el peso, que se ha designado con T. 

 

Segunda fotografía

 

La masa M del portapesas y pesas es: M = 157,6 g

 

Tabla 1

 

Ángulo a/grado

    Tag a

Masa del portapesas y pesas en gramos

T /N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Haga la representación gráfica de T (eje Y) frente a tangente a (eje X), Si usa una hoja de cálculo obligue a que la recta pase por el origen de coordenadas.

 

Calcule el valor de la pendiente de la recta.

 

                                                 

 

La masa de la barra es 43,6 g  y la de la esfera de hierro 67,7 g. Calcule a partir de estas masas

 

                                  W =       N     ;     P =         N      ;       

 

Si consideramos a M1 como el valor exacto calcule el error relativo cometido.

 

                                            

 

 

 

Cuarta fotografía

 

La masa M del portapesas y pesas es: M = 358,9 g

 

Quinta fotografía

 

La masa M del portapesas y pesas es:  M = 459,7 g

 

Sexta fotografía

 

La masa M del portapesas y pesas es:  M = 560,5 g

 

Tercera fotografía

 

La masa M del portapesas y pesas es:  M = 258,9  g