28 ¡Levanta la Carga! Actividad

Actividad
¡Levanta la Carga!
28
El filósofo griego Arquímedes dijo, "Denme una palanca lo suficientemente larga y un lugar
donde apoyarla y podré mover el mundo". ¿Qué quiso decir con esto? En esta actividad,
tendrás la oportunidad de investigar como trabajan las palancas.
OBJETIVOS
En esta actividad
 Harás una palanca.
 Medirás el valor de la fuerza necesaria para levantar un libro cuando aplicas la
fuerza en distintos lugares de la palanca.
MATERIALES
computador con el Logger Lite instalado
Interfaz Go! Link
Sensor de Fuerza de Doble Escala Vernier
Regla de medición
Libro pesado
Fulcro
Cinta adhesive
Lazo de cuerda
PROCEDIMIENTO
Parte I
Palanca con Fulcro a 20 cm
1. Logra que el Sensor de Fuerza esté listo para tomar datos.
a. Asegura que el Sensor de Fuerza esté conectado al Go! Link y la Go! Link unida al PC.
b. Coloca el conmutador del Sensor de Fuerza en la posición +/- 50 N.
2. Inicia el Logger Lite en tu PC.
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Actividad 28
3. Abre el archivo para esta actividad haciendo lo siguiente:
a. Haz clic en el botón Abrir,
.
b. Abre la carpeta llamada “Elementary Science.”
c. Abre el archivo llamado “28 Lift the Load.”
4. Prepara la primera palanca hacienda lo siguiente. Mira el dibujo de abajo para que
coloques todo en la forma adecuada.
a. Pega tu fulcro cerca del borde de la mesa o escritorio de modo que no se mueva.
b. Coloca la palanca de modo que la marca de 20 cm esté en el fulcro, dejando que el
extremo exterior de la regla sobresalga de la mesa.
c. Pon el libro que vas a levantar en la marca de 5 cm de modo que el borde del libro
descanse sobre la regla de medición y el resto del libro esté sobre la mesa.
Brazo de Resistencia
Brazo de Esfuerzo
Fulcro
5. Haz lo siguiente para poner el sensor en cero.
a. Sujeta el Sensor de Fuerza de modo que el gancho apunte hacia arriba. Sujétalo bien
estable.
b. Pide a alguien de tu grupo que haga clic en
. Cuando esté hecho el proceso de
llevar a cero, la lectura en la pantalla debe estar muy cerca de 0, siempre que el
sensor se sujete en esa posición.
6. Para finalizar la configuración del sistema de la palanca, sigue estos pasos:
a. Desliza el lazo de cuerda en el extremo de la regla de medición que sobresale de la
mesa hasta alcanzar la marca de 30 cm.
b. Engancha el Sensor de Fuerza en el lazo de cuerda como se muestra arriba.
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7. Las partes de un sistema de palanca tienen distintos nombres. Lee los siguientes pasos
para que conozcas las distintas partes de la palanca que has construido.
a. El lado de la palanca donde se coloca el libro se llama brazo de resistencia. En la
palanca que has construido, el brazo de resistencia tiene 20 cm.
b. El brazo de la palanca donde se empuja o se tira se llama brazo de esfuerzo. El largo
del brazo de esfuerzo es la longitud entre el lugar donde se aplica el Sensor de
Fuerza y el fulcro. Como el Sensor de Fuerza sujeta al lazo de cuerda en la marca de
30 cm y el fulcro está a 20 cm, la longitud del brazo de esfuerzo es 10 cm.
8. Recolecta datos haciendo lo siguiente:
a. Haz clic en
para iniciar la recolección de datos.
b. Tira del Sensor de Fuerza hacia abajo hasta que la palanca esté horizontal.
c. Mientras sujetas la palanca con firmeza, pide a alguien del grupo que haga clic en
. Así se registra el valor de la fuerza que aplicaste para levantar el libro.
d. Introduce 10 para indicar la longitud de 10 cm del brazo de esfuerzo. Pon atención
en lo que sientes al tirar del Sensor de Fuerza hacia abajo y escribe tus
observaciones en la Hoja de Observaciones de abajo:
Hoja de Observaciones
Fulcro a 20 cm
10 cm de brazo de esfuerzo
20 cm de brazo de esfuerzo
30 cm de brazo de esfuerzo
40 cm de brazo de esfuerzo
50 cm de brazo de esfuerzo
9. Recolecta más datos.
a. Reposiciona el libro para que el borde esté en la marca de 5 cm y asegúrate que el
fulcro se encuentre en el lugar adecuado.
b. Corre la cuerda hacia afuera a la marca de 40 cm.
c. Ahora tira con el Sensor de Fuerza para levantar el libro. Cuando la palanca esté
horizontal, haz clic en
, y teclea 20 para la longitud del brazo de esfuerzo.
d. Registra tus observaciones acerca del esfuerzo que hiciste para tirar de la palanca
hacia abajo.
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Actividad 28
10. Repite el Paso 9, moviendo la cuerda 10 cm cada vez, hasta alcanzar la marca de 70 cm.
Cada vez que muevas la cuerda, teclea la nueva longitud del brazo de esfuerzo y
registra tus observaciones.
11. Cuando termines de tomar datos, haz clic en
datos y presiona después el botón Almacenar,
para finalizar la recolección de
, para guardar los datos.
12. Después de guardar tus datos, haz clic en el botón Examinar, , y registra la fuerza
aplicada para cada una de las longitudes del brazo de esfuerzo en la Tabla 1, de abajo.
Cuando termines, cierra el recuadro Examinar haciendo clic sobre la X en la esquina del
recuadro.
Tabla 1
Fulcro a 20 cm
Posición del Sensor de Fuerza
Longitud del brazo de esfuerzo
30 cm
10 cm
N
40 cm
20 cm
N
50 cm
30 cm
N
60 cm
40 cm
N
70 cm
50 cm
N
Parte II
Fuerza Aplicada
Palanca con el Fulcro a 30 cm
13. Mueve la regla para que el fulcro esté en el punto 30 cm. En esta posición, el brazo de
resistencia tiene un largo de 30 cm. Mantén el libro en la misma posición de antes.
Pregunta clave
¿Cómo afecta un brazo de resistencia más largo la fuerza que tienes que aplicar para
levantar el libro?
Predicción
Haz clic en el botón Predicción,
fulcro a 30 cm.
, y dibuja lo que piensas que pasará ahora que tienes el
14. Recolecta datos.
a. Haz clic en
para iniciar la toma de datos.
b. Mueve la cuerda y el Sensor de Fuerza a la marca de 40 cm.
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c. Sujetando el Sensor de Fuerza, tira hacia abajo suavemente el sensor hasta que la
palanca esté horizontal.
d. Mientras sujetas la palanca firmemente, haz clic en
de la fuerza que has aplicado para levantar el libro.
. Así registrarás el valor
e. Teclea 10 par indicar que el largo del brazo de esfuerzo es 10 cm.
15. Recolecta más datos.
a. Asegúrate que el borde del libro esté a 5 cm y que el fulcro no se ha movido.
b. Corre la cuerda hacia afuera hasta la marca de 50 cm.
c. Ahora tira del Sensor de Fuerza para mover la palanca. Cuando esté horizontal, haz
clic en
, e introduce 20 para la longitude del brazo de esfuerzo.
d. Registra tus observaciones acerca del esfuerzo que hiciste para tirar de la palanca
hacia abajo
16. Repite el Paso 15, moviendo la cuerda 10 cm cada vez hasta alcanzar la marca de 80 cm.
Cada vez que muevas la cuerda, teclea la nueva longitud del brazo de esfuerzo y
registra tus observaciones.
17. Cuando termines de tomar datos, haz clic en
datos y presiona después el botón Almacenar,
para finalizar la recolección de
, para guardar los datos.
18. Cuando hayas guardado tus datos, haz clic en el botón Examinar, . Aparecerá el
recuadro Examinar y mostrará los valores de la fuerza en esta oportunidad. Encuentra
los datos de esta corrida (los números tendrán el mismo color que la línea) y registra la
fuerza aplicada para cada longitud del brazo de esfuerzo en la Tabla 2 de abajo.
Tabla 2
Fulcro a 30 cm
Posición del
Sensor de
Fuerza
Longitud del
brazo de
esfuerzo
40 cm
10 cm
N
50 cm
20 cm
N
60 cm
30 cm
N
70 cm
40 cm
N
80 cm
50 cm
N
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Fuerza Aplicada
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Actividad 28
ANALIZA TUS DATOS
1. ¿Cuán fuerte has tenido que tirar a medida que el brazo de esfuerzo se hacía más y
más largo?
2. ¿Cómo reprodujo tu predicción lo que pasó cuando el brazo de resistencia cambió de la
marca de 20 cm a la de 30 cm?
3. ¿Piensas que sería posible hacer una palanca que te permitiera ser capaz de levantar un
automóvil? Describe brazo de esfuerzo y el de resistencia que necesitarías para
lograrlo.
4. Retrocede a la introducción y lee la frase de Arquímedes entre comillas. ¿Qué pensaba
Arquímedes sobre la ayuda que esta simple máquina podría ofrecer a los seres
humanos?
¡¡Buen trabajo!!
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