Séptimo PBL - Fuerzas y equilibrio [EA Proyectos]

En este PBL vamos a trabajar el equilibrio, las fuerzas y la Ley de Hooke. 

Un cuerpo permanece en equilibrio si la vertical que pasa por el centro
de masas cae en la base de sustentación.Un cuerpo siempre encuentra
su estabilidad en la posición de mínima energía de su centro de masas.

Centro de gravedad: es el punto donde ejerce su acción la fuerza del peso. En objetos cuya gravedad es igual en todos sus puntos (objetos pequeños) coincide con el centro de masas.

PRIMERA EXPERIENCIA: LEY DE HOOKE

Ley de Hooke: Ley que establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo

En esta experiencia necesitaremos: muelle,canicas,

vaso de plástico,barra, soporte y regla.

Lo primero que hicimos fue medir el
 muelle sin soportar ningún peso, y anotamos
el alargamiento que poseía.

Pesamos el vaso sin ninguna canica en su interior,
únicamente tenía el alambre que le uniría al muelle.

Tras ello, añadimos la primera canica y la pesamos.

Una vez pesada, añadimos el vaso con la bola al muelle
y anotamos el alargamiento producido en éste.

Ya anotado el alargamiento, repetimos el proceso
pesando las dos bolas. (Tenemos siempre en cuenta que pesamos
sólo las canicas sin incluir el vaso, tabulando previamente)

Al igual que antes, anotamos el alargamiento
producido con las dos canicas.

Repetimos la operación y pesamos las tres canicas.

Y de nuevo, anotamos el alargamiento producido
con las tres bolas en el interior del vaso.

Tras eso, pesamos cuatro canicas. 

E igualmente, lo ponemos en el muelle
y anotamos el alargamiento.

Finalmente calculamos el peso de cinco canicas.

Apuntamos igual el alargamiento que producen
las cinco canicas.

Tras calcular el alargamiento y el peso de las canicas en todos los casos, procedemos a realizar esta tabla:

En naranja, la línea que ha salido con nuestros cálculos de medidas, en negro la que sería la real.

SEGUNDA EXPERIENCIA:  CENTRO DE MASAS, EQUILIBRIO

Para este experimento utilizamos una lata, un vaso de precipitados, un trozo de papel, aguja e hilo y agua.

Primero fuimos echando agua en la lata hasta que se mantuvo en equilibrio estando inclinada.

A continuación echamos el agua de la lata en un vaso de precipitados para comprobar los mililitros de agua que teníamos.

Después volvimos a echar el agua del vaso de precipitados a la lata y llenamos el vaso de precipitados con la misma cantidad que habíamos apuntado anteriormente.

Entonces, volvimos a buscar el punto de equilibrio en el que la lata se sostenía con el agua dentro y colocamos el vaso de precipitados con la misma inclinación que ésta.

Entonces marcamos con un rotulador la línea que hacía el agua dentro del vaso de precipitados que habíamos inclinado segun la lata.

Entonces marcamos en un papel la misma linea que habíamos dibujado en el vaso de precipitados de manera que el trozo de papel nos quedó como un triángulo rectángulo.

A continuación comenzamos a trabajar con el trozo de papel en forma de triangulo rectangulo que habíamos obtenido, la aguja y el hilo.

• Cogíamos el trozo de papel de manera que el hilo colgaba perpendicular al suelo, pues tenia la aguja en un extremo y esto hacía que colgara recto.
• Entonces sujetábamos el hilo y marcábamos la linea que este había trazado al caer sobre el papel.
• Este mismo proceso lo repetimos varias veces sujetando el papel desde diferentes puntos de manera que trazamos varias líneas.

Este fue el resultado de la repetición del procedimiento que hemos explicado respecto a la imagen anterior, en el que vemos que las diferentes líneas trazadas se juntan en un punto: EL CENTRO DE GRAVEDAD de la lata.

• Con este experimento sacamos una conclusión en referencia al equilibrio de un cuerpo: Un cuerpo permanece en equilibrio si la vertical si la vertical que pasa por el centro de masas cae en la base de sustentación