APARATOS DE MECÁNICA
|
|
|
| Poleas y Polipastos | ||
|
![]() |
|
![]() |
|
![]() |
![]() |
![]() |
|
Dinamómetro |
| POLEAS EN BASCULANTES | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Sobre un soporte rectangular se apoya una pantalla vertical. En la parte superior de la pantalla hay un carril formado por dos hilos metálicos horizontales y tensos, que pasan por los agujeros de un soporte móvil sobre el que va alojada una polea; el soporte con su polea pueden deslizar horizontalmente. En un extremo hay otra polea, ésta fija; en el opuesto va sujeto un hilo que luego pasa por la polea deslizante y en el extremo de este hilo hay una pesa. El soporte es arrastrado por otro hilo que pasa por la polea fija. Si ambas pesas están equilibradas, lo estarán en cualquier posición ya que el aumento de la energía potencial de una va acompañado de la disminución de la energía potencial de la otra. No hay ganancia pero permite una basculación fácil. |
Principio de funcionamiento: Para realizar un trabajo con una polea se puede utilizar el peso de un cuerpo. Materiales: Madera, latón e hilo. Aplicaciones didácticas: Comprobar cómo una polea cambia la dirección de la fuerza pero no su valor. Mostrar cómo puede elevarse fácilmente un cuerpo con la ayuda de contrapesos. Dimensiones: Base: 245x430 mm Tablero vertical: 405x400 mm Época: Siglo XIX |
| PLANO INCLINADO | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: El plano tiene una bisagra en un extremo y en el otro una guía vertical, o alzadera, con un tornillo que hace de tope para fijar o variar paulatinamente su inclinación desde 0 hasta 20 cm de altura. Tiene una polea en la parte superior del plano por la que pasa un hilo, unido en un extremo a un carrito que se mueve por el plano con movimiento uniforme (al no haber deslizamiento el rozamiento es nulo) y en el otro a un platillo porta pesas. Dispone de tres escalas: una en la base horizontal, otra en el plano inclinado y una tercera en la alzadera. Midiendo con estas escalas se puede determinar el ángulo de inclinación del plano y, por tanto, las componentes del peso. Estas componentes también se pueden determinar experimentalmente: La componente paralela al plano con ayuda del peso del platillo y las pesas añadidas al mismo y la componente normal con lo que marque un dinamómetro que tire hasta casi despegar el carrito del plano. |
Principio de funcionamiento: El cuerpo comienza a deslizar cuando la fuerza de rozamiento no puede crecer más y es superada por la componente del peso. Materiales: Madera, hierro, níquel y latón Aplicaciones didácticas: Hallar el coeficiente de rozamiento de un cuerpo que desliza y por otra parte medir las componentes, paralela y perpendicular al plano, del peso de un carrito. Dimensiones: Longitud total del plano: 600 mm; altura máxima 305 mm; anchura: 120 mm. ø polea : 80 mm; ø ruedas del carro :56 mm; ø platillo :50 mm Época: Siglo XIX
|
| TRIBÓMETRO | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Consiste en una mesa de madera sobre la cual está apoyado un taco, también de madera; un hilo atado al taco pasa por una polea lateral y el otro extremo lleva un platillo portapesas. Para calcular la fuerza de rozamiento por deslizamiento se van añadiendo pesas en el platillo hasta conseguir un movimiento uniforme; el valor de este peso mide la fuerza necesaria para vencer el rozamiento. Como las superficies están igualmente pulidas y son del mismo material se comprueba que el rozamiento no depende del tamaño de la superficie ni de la velocidad. E s mayor el rozamiento estático que el dinámico. Mientras no se mueva, el valor de la fuerza de rozamiento se adapta al valor de la fuerza paralela que intenta moverlo. |
Principio de funcionamiento: Un cuerpo apoyado en un plano horizontal comenzará a moverse al aplicarle una fuerza ligeramente mayor que la de rozamiento. Materiales: Madera y latón Aplicaciones didácticas: Mostrar que Dimensiones: Mesa: 500x150x425 mm Taco:120x80x60 mm Polea: ø =65 mm Época: Siglo XIX |
| CUNA DE NEWTON | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Consta de una base triangular, un soporte vertical y un bastidor rectangular, todo ello en madera. De este último cuelgan, mediante finos hilos, siete bolas de marfil de igual masa y tamaño, cada una con su dispositivo para alargar o acortar el hilo hasta conseguir que en la posición de equilibrio estén perfectamente alineadas . Si se tienen varias esferas de igual masa alineadas y la de un extremo se separa de su posición de equilibrio y se suelta, al chocar frontalmente las intermedias transmiten la cantidad de movimiento de una a otra, permaneciendo quietas, excepto la del extremo opuesto que se separará el mismo ángulo que la primera y volverá a chocar y repetirse el proceso. |
Principio de funcionamiento: Conservación de la energía y de la cantidad de movimiento en el choque frontal de un sistema de partículas. Materiales: Madera, latón y marfil. Aplicaciones didácticas: Comprobación de las leyes de un choque frontal perfectamente elástico. Dimensiones: altura: 720 mm; lado base triangular: 440 mm Bastidor de: 250x350 mm Época: Siglo XIX Fabricante : Joaquín Linares - Madrid
|
| POLEAS Y POLIPASTOS I y II. | |
| DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Consta de un bastidor de madera en cuyo travesaño superior se hallan distintos anclajes para realizar el montaje de poleas. Actualmente están montadas poleas fijas, conjuntos fijas-móviles y un polipasto. Este último es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo. La polea fija tiene por misión modificar la dirección de la fuerza (potencia) que ejercemos sobre la cuerda. El hecho de ejercer la potencia en sentido descendente facilita la elevación de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso. La polea móvil tiene por misión proporcionar ganancia mecánica al sistema. Por regla general, cada polea móvil nos proporciona una ganancia igual a 2. |
Aplicaciones didácticas: Explicar cómo las poleas cambian la dirección de las fuerzas; mostrar que se realiza el mismo trabajo con una fuerza mucho menor si el desplazamiento es mucho mayor.
|
| FUERZAS CONCURRENTES | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Consiste en un plano vertical soportado por una base. En los laterales del plano vertical hay sendas ranuras de 25 cm de longitud que permiten deslizar arriba o abajo unas poleas por las que pasan hilos con sus porta-pesas en un extremo y el otro común, que es donde se sitúa el porta-pesas “equilibrante” del sistema. En la parte superior hay un mástil de 25 cm sobre una deslizadera en sentido horizontal y un pivote que puede moverse arriba y abajo. Esto permite que se puedan sumar dos fuerzas con cualquier ángulo. El hilo que une ambos porta-pesas se adapta a cualquier cuadrilátero, con nudos equidistantes que permiten medir la longitud de los lados. El plano vertical es una pieza de madera pintada de negro que hace de pizarra para poder dibujar las fuerzas con su módulo y dirección para comprobar la regla del paralelogramo. |
Principio de funcionamiento: En un sistema en equilibrio la suma vectorial de las fuerzas ha de ser nula. Materiales: Madera y latón Aplicaciones didácticas: La resultante de dos fuerzas que forman un ángulo es igual, y de sentido contrario, que la equilibrante. Dimensiones: Base: 120x550 mm; altura 773 mm Plano vertical: 502x520 mm Época: Siglo XIX
|
| NONIUS DIDACTICO CIRCULAR | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Consta de un arco dividido en grados (hasta 80º) y el nonius que gira sobre la escala fija, en el que se han tomado 29 divisiones de grado y se han dividido en 30. En una escala de medida, podemos apreciar hasta su unidad de división más pequeña, siendo esta la apreciación con la que se puede dar la medida. El nonio es una segunda escala que permite hacer una medición con mayor precisión, en este caso en minutos. Apreciación del nonius. A= 1-29/30 =1/30 de grado sexagesimal, que multiplicado por 60 minutos que tiene un grado serían 2 min por cada división del nonius. Como está indicado ya en el nonio que cada división corresponde a dos minutos, la lectura será sencilla. |
Función: Medir ángulos con mayor precisión que si sólo se usase un arco fijo. Principio de funcionamiento: Dividir n-1 divisiones del arco fijo en n divisiones en el móvil o nonius, procurando que el valor de la apreciación sea cómodo dando números redondos en la unidad que nos interese. Si se trata del sistema sexagesimal tomaremos n como un divisor de 60º: 6, 30,….. Materiales: Madera y latón. Aplicaciones didácticas: Aprender el uso de este aparato de medida. Dimensiones : Radio de la regla fija: 500 mm; Radio de la regla móvil: 300 mm. Época: Aparato del S. XX. |
| FERROCARRIL AEREO | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: La pista es un plano inclinado y en la parte más baja forma un bucle , cuyo plano es vertical, y esta curva es recorrida por un carrito en virtud de la velocidad adquirida al bajar por el plano inclinado. La fuerza peso y la fuerza normal ejercida hacia dentro por la pista se emplean en proporcionar aceleración normal para el cambio de dirección de la velocidad. Hay una velocidad crítica por debajo de la cual el carrito se despega de la pista. Si e l carrito se abandona desde una altura tal que su velocidad en la parte más alta de la pista sea mayor que la velocidad crítica |
Función: Mostrar el movimiento en una circunferencia vertical. Principio de funcionamiento: Principio de conservación de la energía. Materiales: Hierro, madera y plomo. Aplicaciones didácticas: Explicar la contribución del peso a la fuerza centrípeta. Comprobar que hay una velocidad crítica por debajo de la cual el carrito se despega de la pista. Dimensiones: Plataforma de madera: 760x270 mm Carril: Altura máxima 600 mm; ø del rizo 70 mm Carrito: 60x40x35 mm Época: Siglo XIX. |
| NONIUS DIDÁCTICO RECTO | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: En una escala de medida, podemos apreciar hasta su unidad de división más pequeña, siendo esta la apreciación con la que se puede dar la medida. El nonio o vernier es una segunda escala auxiliar que tienen algunos instrumentos de medida, que permite hacer una medición con mayor precisión. En nuestro caso el sistema consiste en una regla fija con 52 divisiones correspondientes a 52 cm, y una corredera o regla móvil, con un fiel o punto cero, que se mueve a lo largo de la regla. En ella se han tomado 9 divisiones de la regla y se han dividido en 10. Si coinciden los ceros la diferencia entre la primera división de la regla y la primera del nonius es 1- 9/10= 0,1cm; la diferencia entre la segunda división de la regla y la segunda del nonius es 0,2 cm. en todos los casos en los que el punto 0 del nonio coincide con una división de la regla el punto diez del nonio también lo hace. De modo general, el cero indica el número entero de divisiones de la regla, y el nonio indica su posición entre dos divisiones sucesivas de la regla, que en este caso serían mm. |
Función: Medir con mayor precisión que si sólo se usase la regla fija. Principio de funcionamiento: Dividir n-1 divisiones de la regla fija en n divisiones en la móvil o nonius. Material: Madera. Aplicaciones didácticas: Aprender el uso de este aparato de medida. Dimensiones : Regla fija: 600x100mm; Regla móvil: 150x30 mm. Época: Aparato del S. XX. Pierre Vernier matemático francés, es conocido por la invención en 1631 de la escala vernier para medir longitudes con gran precisión y basado en el de Pedro Nunes (1514).
|
| PARADOJA DINÁMICA | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: 1º.- Un disco grueso de madera, con plomo rellenando un hueco próximo al borde lateral para que, paradójicamente, suba por un plano inclinado. Para conseguir tal efecto hay que apoyar el cilindro, con el plomo lo suficientemente alto, para que tienda a rodar hacia arriba hasta situar su centro de gravedad lo más bajo posible, conforme a las condiciones generales del equilibrio estable. 2º.- Se trata de un objeto no lastrado pero con forma de doble cono unido por las bases y que asciende por el plano inclinado que forman dos tablillas que se van separando, pero realmente su centro de gravedad va bajando, ya que cada vez se apoya más cerca del eje de rotación. |
Denominación identificativa: Número de inventario: M-09 Principio de funcionamiento: Un cuerpo, en un plano inclinado, tiende a caer espontáneamente. Materiales: Madera, hierro y plomo. Aplicaciones didácticas: Un cuerpo se mueve en el sentido que desciende su centro de gravedad aunque la vista nos engañe y parezca que asciende. Dimensiones: ø disco lastrado : 185 mm; grosor: 48 mm Doble cono unido por su base: largo: 280 mm; ø máximo :92 mm; ø mínimo : 15 mm Plano inclinado: longitud: 457 mm; 50 mm = h = 77 mm Época: Siglo XIX |
| PALMER | |
DESCRIPCIÓN DEL APARATO Y SU FUNCIONAMIENTO: Un palmer consiste en un tornillo micrométrico que avanza por una estructura fija en forma de U que dispone de una escala para apreciar el número de vueltas que da el tornillo, mientras que éste dispone de un limbo graduado para apreciar fracciones de vuelta. El paso de rosca (distancia que avanza el tornillo en cada vuelta) y el número de divisiones del limbo graduado determinan la sensibilidad del palmer. Los dos palmer que hay en el Museo tienen un paso de rosca de 1 mm y los limbos tienen 50 y 20 divisiones, respectivamente. |
Materiales: Hierro y níquel. Aplicaciones didácticas: Medida precisa de grosores. Dimensiones: 120-145 mm Época: S. XIX y XX Fabricante: S. Gar du Gouv e - Brevete |