UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJAÁrea de la Educación, el Arte y la Comunicación

Carrera De Físico – Matemáticas

INTEGRANTES:

Anita Chamba

Andrea Duarte

Jenny Román

Módulo: VI Físico – Matemáticas

1. TEMA: Diseño y construcción de un Dinamómetro Casero

2. OBJETIVOS:

Aprender a construir un dinamómetro

Conocer la Teoría del Resorte

3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Un dinamómetro es una herramienta que, a partir de los cambios en la elasticidad

de un muelle con una determinada calibración, permite calcular el peso de un

cuerpo o realizar la medición de una fuerza.

Este dispositivo fue inventado por Sir Isaac Newton (1643-1727) a partir de la ley

de Hooke, tomando los límites de medición a través de la capacidad de un resorte

para estirarse.

Con el muelle resguardado dentro de un cilindro, el dinamómetro suele disponer

de un par de ganchos (uno en cada uno de sus puntas). En el cilindro de tipo

hueco que se encuentra alrededor del muelle, por otra parte, aparece la escala

con las correspondientes unidades. Cuando se aplica una fuerza en el gancho que

se encuentra del lado exterior, el cursor de dicho extremo se moviliza sobre la

escala y señala el valor.

El dinamómetro puede tener un diseño específico de acuerdo a su aplicación. Este

instrumento puede emplearse para pesar una cosa y conocer su masa. En este

caso, el dinamómetro debe calibrarse cada vez que es cambiado de lugar ante las

modificaciones del vínculo entre la masa y el peso.

Los materiales sometidos a esfuerzos también pueden ser medidos a través de los

dinamómetros para descubrir cuánto se deforman. Incluso en el ámbito de la

ortodoncia pueden emplearse dinamómetros para establecer qué fuerzas se

aplican en el tratamiento.

Cabe mencionar que la escala en la que se realiza dicha medición se encuentra

señalada en Unidades de fuerza y el funcionamiento es bastante sencillo. Al

enganchar dos pesos o realizar una fuerza sobre el gancho exterior, la aguja de

ese lado se mueve hacia la escala exterior y señala el valor de la fuerza que se ha

ejercido.

Su funcionamiento se encuentra relacionado con la tercera ley de física expuesta

por Newton que dice que a toda acción le corresponde una reacción; por tanto,

siempre que dos cuerpos A y B interactúen, siendo el cuerpo A quien experimente

una fuerza ya sea por contacto, magnética o de interacción gravitatoria, el cuerpo

B experimentará en el mismo momento una fuerza de similar magnitud pero en el

sentido contrario.

El dinamómetro puede tener diversos usos, aquí presentamos algunos de ellos:

* Medir el peso de un objeto y poder obtener también su masa. En este caso, cada

vez que se utilice, el dinamómetro deberá ser calibrado nuevamente porque la

relación entre masa y peso varía según el elemento que se desea pesar;

* Aplicar en las máquinas de ensayo de un laboratorio. Para medir las probetas o

la deformación de la misma en un ensayo de tracción o la penetración de un

ensayo de dureza;

* Medir fuerzas aplicadas durante un tratamiento especializado, utilizado

fundamentalmente en la ortodoncia.

Una de sus características fundamentales es que poseen rangos de medición que

van desde los pocos Newtons hasta cientos de kilonewtons.

Existen dos tipos de dinamómetros: mecánicos o electrónicos. Los primeros son

los más utilizados porque se estima que son los más precisos, presentando una

desviación máxima de ± 0,3 % de la carga. Por ejemplo los dinamómetros

mecánicos de Mecmesin son adecuados para resolver cuestiones prácticas sin

requerir para ello de corriente eléctrica. Son recomendables sobre todo para

ambientes donde puede haber chispas o lugares donde es necesario velar por la

seguridad.

Diferencias entre dinamómetros y balanza

Es importante distinguir entre el dinamómetro, que mide fuerzas, y la balanza, que

mide masas. De todas formas, algunos objetos que se conocen como balanzas

son, en realidad, dinamómetros, ya que funcionan mediante muelles que se

extienden o comprimen. Ese es el caso de la balanza de cocina que se usa para

pesar alimentos.

Para explicarlo con mayor claridad el dinamómetro mide el peso de un cuerpo, lo

cual significa que marca la fuerza con la cual el objeto es atraído por el campo de

gravedad, mientras que la balanza mide la masa, es decir la cantidad de materia

que contiene dicho cuerpo. Es decir que si llevaras ambos objetos de medición a

lo alto de una montaña o a la luna, la medida marcada por el dinamómetro diferiría

en uno y otro sitio, mientras que la de la balanza, no.

4. ELABORACIÓN

4.1 MATERIALES

- Un resorte

- Tubo condui de 1/2

- Dos cáncamos

- Tubo de diámetro menor

- Papel Milimetrado

4.2 PROCESO

Lo primero que debes hacer es tomar un listón de madera lo más largo posible

y fijarle un clavo en su base para que quede bien sujeto.

Toma otro clavo y sujétalo de igual manera pero en el otro extremo de la

madera.

Una vez que tengas ambos clavos sujetos en la madera, debes tomar un

resorte y colocarlo manteniéndolo fijado con los dos resortes.

Luego debes tomar un plato o recipiente de plástico y colocarlo en la base de la

tabla de madera, donde se encuentra el extremo inferior del resorte.

Para poder medir la fuerza que los objetos ejercen sobre el resorte, debes

colocar a lo largo de toda la madera papel milimetrado.

Una vez que el plato esté bien sujeto al extremo debes colocar el número 0,

para de esta manera poder medir comenzando desde allí.

Una vez listo puedes comenzar a colocar elementos sobre el plato y de esta

manera medirlos marcando el lugar hasta donde el plato baje del dinamómetro,

por ejemplo un elemento cuyo peso son 20 gramos, observamos hacia donde

se desplaza el resorte haciendo allí una marca y colocando 20 g. Así podrás ir

marcando los números a medida que midas los distintos objetos que sitúes

sobre él.

Para que el resorte no se deforme, debes considerar que su elasticidad es

limitada, si respetas los extremos a los que el resorte puede llegar, siempre que

lo sueltes volverá nuevamente a su posición original.

Ten en cuenta que el resorte debe tener una buena calidad y ser bastante

grueso para evitar romperse o deformarse. Su longitud puede ser mayor a los

15 centímetros y menos a los 30 cm.

Realizando estos pasos podrás crear un dinamómetro que aplique la Ley de

Hooke, la cual establece que dicho objeto se estirará hasta un nivel en

particular debido a la fuerza actuante sobre él.

4.3. FUNCIONAMIENTO Y COMPROBACIÓN

Un dinamómetro es un

elemento utilizado para

medir la fuerza que los

objetos pueden ejercer a

comparación con otros.

Hay elementos caseros

que son muy efectivos

para poder crear un

dinamómetro y de esta

manera poder medir la fuerza que cada elemento ejerza sobre éste. Un resorte o

elemento en espiral es imprescindible para crearlo ya que al estirarse cuando

aplicas una fuerza sobre él, se puede medir la intensidad que esta realiza. Si

quieres saber cómo hacer un dinamómetro casero, a continuación te daremos los

mejores consejos.

Una herramienta de trabajo muy práctica y utilizada es el dinamómetro que es

utilizada para medir fuerzas o pesar objetos, este instrumento es fabricado con

material de calidad hierro, aluminio o algún otro metal, pero, sabías que puedes

crear tu propio dinamómetro casero, si de manera sencilla podrás saber cómo se

hace un dinamómetro en casa con material que podemos encontrar en casa y

reciclar.

Dinamómetro es un aparato que se basa en en la relación que existe entre las

fuerzas aplicadas a un cuerpo elástico y las deformaciones que se producen, por

eso es importante tener conocimientos sobre física. Como se hace un

dinamómetro a partir de materiales reciclados necesitaremos los siguientes

Calibración del dinamómetro

Una vez construido nuestro dinamómetro,

procedemos a calibrarlo a partir de nuestro cero.

Para ello, colocamos en el plato, objetos de masa

conocida (patrón). Por ejemplo, un objeto de 10g de

masa y marcamos hasta donde bajó el plato en el

dinamómetro y colocamos la marca como 10g.

Repetimos la operación con objetos de 5g, 15g, 20g,

o según nuestro gusto, dependiendo de la escala que utilicemos y del tipo de

resorte que tengamos.

Luego de marcadas las medidas de los patrones, estamos listos para realizar

medidas con objetos de masa desconocida, interpolando entre los valores

marcados en el dinamómetro previamente, y obtendremos la masa y el peso del

objeto a medir.

Algunas Equivalencias:

50 gramos equivalen a 0,49 newton

100 gramos a 0,98 newton

150 gramos a 1,47 newton

200 gramos a 1,96 newton

250 gramos a 2,45 newton

5. CONCLUSIONES:

Las deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilación del mismo

son proporcionales a la masa.

Obtuvimos por los dos diferentes métodos el valor de la masa fue muy parecido y

aproximados al convencionalmente verdadero.

Se observó que al utilizar el método de mínimos cuadrados las incertidumbres

asociadas a las pendientes y puntos de corte son mucho menores.

Al obtener errores tan bajos podemos concluir que el método de elaboración de la

práctica es confiable y sus resultados son producto de la buena elaboración en el

laboratorio

La masa efectúa un movimiento armónico simple puesto que el desplazamiento de

la masa desde el punto de equilibrio, varia en el tiempo, es decir se mueve

periódicamente respecto a su posición de equilibrio.

La aceleración es proporcional al desplazamiento de la masa a partir del equilibrio

y está en la dirección opuesta. La aceleración es variable. Cuando la masa pasa

por la posición de equilibrio, su aceleración se hace cero y su velocidad es

máxima puesto que la masa oscila entre dos puntos de retorno.

6. RECOMENDACIONES

Seleccionar de forma adecuada los materiales para la construcción del

instrumento y utilizarlos correctamente.

Tener mucho cuidado al realizar cortes, medidas etc.

Mantener los materiales en lugares secos y frescos

Tratar de elaborar el instrumento con la mayor precisión para su funcionamiento

óptimo.

7. BIBLIOGRAFÍA

http://www.comohacer.eu/como-hacer-un-dinamometro/

http://ellaboratorioloco.wordpress.com/2006/09/28/dinamometro-casero-300-850gr/

http://dinamometro.org/casero/