Práctica de laboratorio: Máquinas simples

Objetivo general

Comprender el funcionamiento de diferentes tipos de máquinas simples (palanca, plano inclinado y polea) y analizar cómo estas reducen el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.

Materiales

• Pesas pequeñas (100 g a 500 g)
• Cuerda resistente (aproximadamente 1 metro de longitud)
• Regla o cinta métrica
• Libretas o cuadernos para anotaciones
• Barra rígida (como una regla o una barra de madera)
• Fulcro (puede ser una goma de borrar o una pieza estable)
• Pesas pequeñas
• Tabla o superficie plana que sirva como plano inclinado
• Pesas pequeñas
• Dinamómetro o cuerda para arrastrar la carga
• Polea (puede ser una simple o doble)
• Cuerda resistente
• Pesas pequeñas

Instrumentos

• Balanza para medir la masa
• Dinamómetro (si es posible, para medir la fuerza)

Experiencia 1: Palanca

1. Coloca el fulcro debajo de la barra en una posición cercana a un extremo para crear una palanca.
2. Coloca una pesa en el extremo de la barra más alejado del fulcro.
3. Empuja hacia abajo el extremo opuesto de la barra y observa la cantidad de esfuerzo necesario para levantar la pesa.
4. Mide y registra la distancia desde el fulcro hasta donde aplicas la fuerza y desde el fulcro hasta donde se encuentra la carga.
5. Repite el experimento cambiando la posición del fulcro más cerca y más lejos de la carga.

Análisis y discusión:

• ¿Cómo cambia la cantidad de esfuerzo necesario para levantar la carga cuando mueves el fulcro a diferentes posiciones? Explica la relación entre la distancia del fulcro y el esfuerzo necesario.
• ¿Cómo se puede utilizar el principio de la palanca para hacer el trabajo más fácil en la vida cotidiana? Da un ejemplo práctico.

Experiencia 2: Plano Inclinado

1. Coloca la tabla sobre una superficie para que quede inclinada.
2. Coloca una pesa en la parte inferior del plano inclinado y mide la fuerza necesaria para arrastrarla hacia arriba.
3. Registra la fuerza medida y la altura del plano inclinado.
4. Repite el experimento con diferentes ángulos de inclinación.

Análisis y discusión:

• ¿Qué sucede con la fuerza necesaria para mover la carga a medida que cambias el ángulo de inclinación del plano? Explica el concepto de trabajo en relación con la pendiente.
• ¿Cómo podrías utilizar un plano inclinado para mover objetos pesados con menor esfuerzo? Da un ejemplo del uso de un plano inclinado en la vida diaria.

Experiencia 3: Polea

1. Pasa la cuerda a través de la polea y coloca una pesa en un extremo de la cuerda.
2. Jala del otro extremo de la cuerda y mide la cantidad de fuerza necesaria para levantar la pesa.
3. Repite el experimento usando una polea doble y observa cómo cambia la cantidad de esfuerzo necesario.

Análisis y discusión:

• ¿Cuál es la diferencia en la cantidad de esfuerzo necesario para levantar la carga usando una polea simple comparada con una polea doble? Explica por qué ocurre esta diferencia.
• ¿En qué situaciones prácticas se utilizan poleas para reducir el esfuerzo? Menciona un ejemplo en la vida cotidiana donde se use una polea.