INSTITUTO CENTRO CULTURAL SAMPEDRANOSAN PEDRO SULA, HONDURAS

LABORATORIO DE FÍSICA MODALIDAD: BACHILLERATOPRÁCTICA N0 GRADO: ____FECHA: __________

TENSIÓN EN UNA CUERDAOBJETIVOInvestigar la tensión a lo largo de una cuerda.

MATERIALES 3 clips 3 elásticos grandes idénticos 1 m de hilo resistente masa de 500 g

soporte universal dinamómetro regla plumón

DISCUSIONCuando colocas manzanas sobre una pesa suspendida en el supermercado, haces que se estire un resorte. Cuanto más pesadas sean las manzanas (la fuerza ejercida) mayor será el alargamiento del resorte de la pesa. Los elásticos actúan en forma similar cuando se estiran. Si el estiramiento no es demasiado grande, el valor del estiramiento es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Si cuelgas una carga de un cordel, producirás una tensión en ésta, se alargará un poco. La magnitud de la cuerda puede medirse atando el extremo superior del cordel al gancho en un dinamómetro colgado de un soporte. El dinamómetro registrará la tensión como la suma de los pesos de la carga y la cuerda. Generalmente, el peso del cordel es tan pequeño que puede despreciarse, de manera que la tensión es simplemente el peso de la carga.

¿La tensión es igual a lo largo de todo el cordel? Pare determinar la tensión en el extremo inferior de la cuerda, podrías colocar un segundo dinamómetro en ese lugar, pero su peso aumentaría la tensión en el dinamómetro de arriba. Necesitas un dinamómetro con una masa muy pequeña. Puesto que los elásticos se estiran en forma proporcional a la fuerza aplicada, podrías usar uno para medir la tensión en el extremo inferior del cordel. Su peso insignificante no afectará mucho la lectura del dinamómetro superior. En esta actividad, usarás elásticos para investigar las tensiones en diferentes lugares a lo largo de cuerdas cortas y largas que soportan la misma carga.

PROCEDIMIENTO1. Sin estirarlos, extiende los tres elásticos grandes sobre una mesa. Usa el plumón para marcar con cuidado dos puntos, a 1.0 cm de distancia uno del otro, en cada uno de los elásticos.

2. Corta 1 metro de hilo en dos tramos de 25 cm cada uno y un tramo de 50 cm. Ata los extremos de cada una de las cuerdas formando un lazo.

3. Dobla los clips para formar un gancho doble, como lo muestra la figura A.

4. Cuelga el dinamómetro de la parte superior de un soporte universal, de modo que sobresalga del borde de la mesa. Coloca un extremo de un elástico en el gancho del dinamómetro. Suspende la carga de 500 gramos del extremo inferior del elástico como lo muestra la figura B. Observa que el peso de la carga alarga tanto al elástico como el resorte del dinamómetro.

Mientras la carga está suspendida, mide y anota la distancia entre las marcas de tinta en el elástico. Anota también la lectura del dinamómetro. Distancia entre las marcas del elástico: __________cm. Tensión (lectura del dinamómetro) : __________ N

5. Con los ganchos que hiciste con los clips repite el paso 4, pero ahora utilizando los tres elásticos unidos, como se muestra en la figura C. Mide el alargamiento de los tres elásticos. Anota tus resultados.

Distancia entre las marcas del elástico superior: _______ cm Distancia entre las marcas del elástico intermedio: ________cm Distancia entre las marcas del elástico inferior: ________ cm Tensión (lectura del dinamómetro): _________ N

6. Quita la carga y dos de los elásticos. Con uno de los ganchos de clip, une el extremo del hilo de 25 cm al elástico restante. Cuelga una carga del otro extremo del hilo, como muestra la fugura D. Anota la lectura del dinamómetro y la distancia entre las marcas en el elástico.

Tensión (lectura del dinamómetro): _________ N Distancia entre marcas del elástico: _________ cm.

7. Con otro gancho, intercala un elástico entre el extremo inferior del hilo y la carga, como se muestra en la figura E. Mientras unes el elástico inferior, calcula mentalmente el valor del estiramiento del elástico agregado. Compara las tensiones en la parte superior e inferior, midiendo el estiramiento de los dos elásticos. Registra tus hallazgos.

Distancia entre las marcas del elástico superior: _______ cm Distancia entre las marcas del elástico inferior: _______ cm Tensión (lectura del dinamómetro): ________ N

8. Repite el paso 7 usando el trozo de hilo de 50 cm, como lo muestra la figura F, para ver si la tensión en el hilo depende de su longitud. Realiza un pronóstico antes de medir y anotar tus resultados.

Distancia entre las marcas del elástico superior: _________ cm Distancia entre las marcas del elástico inferior: _________ cm Tensión (lectura del dinamómetro): __________ N

9. Repite el paso 8, sustituyendo el hilo de 50 cm, por los trozos de 25 cm, unidos con ganchos de clips y un elástico en el medio, como lo indica la figura G. Esta disposición tiene por objeto comparar la tensión en la parte media del hilo con la tensión en sus extremos. Mientras realizas la sustitución, predice en cuánto se separarán las marcas de tinta de los elásticos. Después de hacer tu predicción, mide y registra tus resultados.

Distancia entre las marcas del elástico superior: _________ cm Distancia entre las marcas del elástico intermedio: ________ cm Distancia entre las marcas del elástico inferior: _________ cm Tensión (lectura del dinamómetro): ________ N

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CUESTIONARIO FINAL1. ¿Tiene algún efecto la longitud del hilo sobre la lectura del dinamómetro? ¿Con qué pruebas puedes apoyar tu respuesta?

2. La tensión del hilo depende de su longitud? ¿Con qué pruebas puedes apoyar tu respuesta?

3. ¿Cómo es, comparativamente, la tensión a diferentes distancias, a lo largo de un hilo estirado?

4. ¿Cuánto estiraría cada elástico si la carga de 500 g se suspendiera de dos elásticos juntos, como lo indica la figura H? Realiza tu predicción y luego realiza el experimento.

5. ¿Cuál es el significado de la expresión “el estiramiento de un resorte es directamente proporcional a la fuerza aplicada (carga)”?