Esta práctica de laboratorio estudió sistemas de poleas para determinar la fuerza equilibrante y estimar la ventaja mecánica y relación de desplazamiento. Se construyeron arreglos con poleas fijas y móviles y se midió la fuerza requerida para equilibrar diferentes pesos. Los resultados mostraron que las poleas móviles reducen la fuerza necesaria a la mitad del peso, mientras que con dos poleas móviles la fuerza se reduce a un cuarto del peso.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA
DE MEXICO
F A C U L T A D DE I N G E N I E R I A
LABORATORIO DE MECANICA
ESTATICA
Práctica 3
Poleas
Grupo: 13
Brigada: 1
Profesor: Ing. Gregorio Pérez Miguel
Alumnos:
Alba Hernández Jorge Iván
Pérez Ariza David Alejandro
Torres Bautista Edgar Eduardo
Zamora Chairez Jorge Alberto

2. Fecha de realización: 27 – agosto -2012
Fecha de entrega: 04 – marzo – 2013

3. OBJETIVO
Determinar la fuerza equilibrante en sistemas de poleas que soporten
cierta carga.
Estimar la ventaja mecánica y la relación de desplazamiento en
sistemas de poleas que soporten cierta carga.
INTRODUCCIÓN
Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza.
Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde,
que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el
canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar
la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además,
formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la
magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Según definición de Hatón de la Goupillière, “la polea es el punto de
apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una
vuelta completa” actuando en uno de sus extremos la resistencia y en
otro la potencia.
POLEA SIMPLE FIJA
La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un
extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.
Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que
debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el
objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en
una dirección más conveniente.
POLEA MOVIL
Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo
de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea
y la carga.
La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza
necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza

4. que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el
contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de
la distancia que se desea hacer subir a la carga.
DESARROLLO
ACTIVIDADES PARTE 1
1. En el marco metálico construya la configuración que se muestra
en la figura No.1
Figura No.1
2. Con ayuda del dinamómetro previamente calibrado determine la
magnitud de la fuerza que habrá de aplicarse para que el peso W
se encuentre en equilibrio, registre el valor del peso y de la fuerza
en la tabla No.1 como primer evento.
Evento
1
2
W[N]
2.445
5.379
Tabla No. 1
F [N]
2.5
5.4
3. Incline el dinamómetro en el plano del arreglo y registre el valor
del peso y de la fuerza en la tabla No.1.2 como segundo evento.
Evento
1
2
W[N]
2.445
5.379
Tabla No.1.2
F [N]
2.5
5.4

5. ACTIVIDADES PARTE 2
1. En el marco metálico construya la configuración que se muestra
en la figura No.2. Ésta será la posición inicial arbitraria del peso W
(Y1w) y del dinamómetro (Y1F).
Figura No.2
Figura No.3
2. Anote como primer evento de la tabla No.2 el valor del peso W, la
fuerza F que habrá de aplicarse para que el peso se encuentre en
equilibrio y las posiciones iniciales del peso (Y1w) y la fuerza (Y1F).
3. Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria, figura No. 3, y
registre en la tablaNo. 2 las nuevas posiciones del peso (Y2w) y la
fuerza (Y2F) del primer evento.
4. Repita la actividad 1, 2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta
completar la tabla No.2.
Evento
1
2
3
W
[N]
2.445
F
[N]
1.3
Lecturas
(cm)
∆FY
Lecturas
(cm)
∆WY
Y1F=43.5 12.5 Y1w=42.5
6
Y2F=31
Y2w=52.5
5.379 2.8
Y1F=56 21.5 Y1w=42.5 10
Y2F=34.5
Y2w=52
7.235 3.75 Y1F=58
25
Y1w=42 12.5
Y2F=33
Y2w=53
PROMEDIOS
Tabla No. 2
VM=W
RD=∆FY
%η=
F
1.88
∆WY
2.08
VM/RD
1.92
2.15
89.30
1.94
2.0
97
90.38
VM=2.01 RD=2.07 %η=92.22
Donde VM: ventaja mecánica RD: relación de desplazamiento
η: eficiencia mecánica = VM x 100
RD
Número de poleas móviles: __2__

6. ACTIVIDADES PARTE 3
1. En el marco metálico construya la configuración mostrada en la
figura No. 4.
Figura No.4
Figura No.5
2. Anote como primer evento de la tabla No.3 el valor del peso, la
fuerza F que habrá deaplicarse para que el peso se encuentre en
equilibrio y las posiciones iniciales del peso(Y1w)y la fuerza (Y1F).
3. Mueva el arreglo hasta otra posición arbitraria, figura No. 5, y
registre en la tabla No. 3 las nuevas posiciones del peso (Y2w) y la
fuerza (Y2F) del primer evento.
4. Repita la actividad 1,2 y 3 para otros dos pesos distintos hasta
completar la tabla No.3.
Evento
1
2
3
Lecturas
W
F Lecturas
VM=W
RD=∆FY
%η=
FY
WY
WY
(cm)
(cm)
VM/RD
∆
∆
[N] [N]
F
∆
2.445 .8
Y1F=63 21.5 Y1w=22
5.5
3.05
3.90
78.2
F=31.5
w=27.5
Y2
Y2
F=32.5 24.5
5.379 1.6 Y1
Y1w=27
6
3.36
4.08
82.3
F=54
w=21
Y2
Y2
F=35.5
7.235 2 Y1
24
Y1w=26
5.5
3.61
4.36
82.79
F=59.5
w=20.5
Y2
Y2
PROMEDIOS VM=3.34 RD=4.11 %η=81.09
Tabla No.3
Número de poleas móviles: ____2____

7. ANALISIS DE RESULTADOS
1. Explique ampliamente que es una máquina.
Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo
funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar
energía o realizar un trabajo con un fin determinado.
2. Indique si pueden considerarse todos los arreglos de esta práctica
como máquinas.
Sí, pueden considerarse los arreglos hechos en esta práctica
como maquinas simples
3. Dibuje los diagramas de cuerpo libre de los distintos elementos
que intervienen en cada arreglo utilizado (pesa, poleas móviles,
polea fija, cable, etc.).
Para la actividad 1 se consideran los
siguientes diagramas de cuerpo libre.
PESA
Wp= el peso total
que es el peso de la
pesa más el peso del
soporte.
POLEA FIJA
F= fuerza
T
T
Wp
T= tensión de la
polea.
F

8. Para la actividad 2 se consideran los
siguientes diagramas de cuerpo libre.
PESA
T= tensión de la
polea.
POLEA FIJA
Wp= el peso total
que es el peso de la
pesa mas el del
soporte.
T
F
Wp
POLEA MOVIL QUE TIENE EL MISMO CLABLE
QUE PASA POR LA POLEA FIJA
T
T
Wp
F= fuerza

9. Wp= el peso total
que es el peso de la
pesa mas el del
soporte.
Para la actividad 3 se consideran los
siguientes diagramas de cuerpo libre.
PESA
POLEA FIJA
F
Wp
1ª POLEA MOVIL QUE TIENE EL
MISMO CLABLE QUE PASA POR LA
POLEA FIJA
T1
T1
T2
F= fuerza
T1= tención del
cable que pasa por
la polea fija y la
polea móvil.
T1
1
2ª POLEA MOVIL CONECTADA A
LA 1ª POLEA MOVIL POR MEDIO
DE UN CABLE
T2
T2
Wp

10. 4. Con base en los resultados de la actividad 1, diga de qué forma influyen en
dichos resultados las siguientes variables:
a. La longitud e inclinación de los cables: En realidad en esta actividad
no influyen en nada, solo en la comodidad de poder mover
desde diferentes posiciones el cable para jalarlo, ya que la ventaja
mecánica ideal es la que consideramos en esta actividad ya que
supone que no hay fricción
b. El peso de la polea: En estas actividades se considera despreciable
el peso de las poleas.
c. La altura a la que se colocan el dinamómetro y la pesa con respecto a
la base del marco: solo obtenemos que la diferencia de alturas
debe ser la altura del elemento que este más arriba menos la
altura del elemento que este más abajo
5. En relación con la tabla No.2 considerando que. Analice los resultados
obtenidos en las dos últimas columnas y haga las observaciones
pertinentes ¿Qué tendencias se aprecian?
De acuerdo a los resultados obtenidos, la ventaja mecánica y la
relación de desplazamiento en la tabla número 2, es 2 tanto en una
como en otra, esto quiere decir que el peso que se levanta
teóricamente se reduce a la mitad o más bien que se requiere menos
fuerza aplicada para levantar el peso con la ayuda de la polea móvil.
6. En relación con la tabla No.3 Elabore conclusiones, previo análisis de
los resultados obtenidos en los dos últimas columnas.
En la tabla número 1 se requiere ejercer una fuerza igual al peso para
levantarlo, es decir, si quiero levantar 2 N necesito aplicar 2 N. En la
tabla número 2, se requiere de la mitad de la fuerza para levantar un
peso, es decir, para levantar 2N necesitamos aplicar 1N; entonces
podemos deducir que con 2 poleas móviles, previamente observadas
las tablas 1 y 2, la fuerza aplicada será reducida 4 veces a la necesaria,
para levantar 2N se necesitaran solamente 0.5N.
7.- Sabiendo que idealmente VM = RD = 2n determine el porcentaje de
diferencia con respecto a los valores promedio VM, RD y ŋ para cada
arreglo.
Para Tabla2
VM
Promedio
1.91
RD
Promedio
2.07
2n
%ŋ
2
92.39
Porcentaje de
diferencia
8%

11. Para Tabla3
VM
Promedio
3.35
RD
Promedio
4.11
2n
%ŋ
4
81.49
Porcentaje de
diferencia
19%
8.- De qué manera influyen los siguientes factores en los valores de VM,
RD y ŋ, para cada uno de los últimos empleados.
a) La separación existente entre las poleas.
No afecta.
b) La longitud e inclinación de los cables.
Al mover de posición al dinamómetro con un ángulo θ cualquiera,
no se cambia la lectura.
c) El peso de las poleas.
Afecta en cierto modo, ya que se le agrega una fuerza al sistema.
d) El dinamómetro de las poleas.
No afecta
e) Si se considera que hay otros factores importantes anótelos.
10. Mencione diferentes usos que se hayan identificado para las poleas.
En una polea fija, el objetivo es cambiar la dirección de una
fuerza aplicada a un cuerpo.
Si el número de poleas aumenta, la fuerza que se emplea para levantar
un objeto se reduce, lo cual puede ser muy útil para mover un objeto
pesado.
Conclusiones y comentarios
Alba Hernández Jorge Iván
Conclusiones:
Mediante la experimentación observamos y trabajamos con poleas, las
cuales se definen también, como una maquina simple que convierte

12. una sola fuerza de entrada, en una sola fuerza de salida. Por medio de
la experimentación pudimos comprobar este principio.
También que existen dos tipos de poleas las fijas y las móviles, para este
experimento trabajamos con poleas fijas, estas no disminuyen la fuerza y
la ventaja de este tipo de poleas es que la misma fuerza que se aplica a
la entrada es la misma de salida.
Comentarios: que hay variaciones en la toma de datos ya que
intervienen varios factores como el estado del equipo, cuando se tensa
el dinamómetro puede variar un poco la fuerza ya que es cansado
mantener una misma posición por determinado tiempo.
Torres Bautista Edgar Eduardo
Conclusión
Realizamos en el laboratorio un sistema de poleas llamado maquina
simpleen el que no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe
aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin
la polea.
Una máquina facilita el trabajo del hombre para poder cargar cierto
peso con menos esfuerzo o bien en este caso redireccionar un fuerza a
una forma más conveniente.
Comentarios
Fue una práctica interesante donde construimos nuestro sistema de
fuerzas, considero que no fue una práctica muy difícil de elaborar pero
si en tomar las medidas ya que no estuvieron nuestros resultados muy
acercados a nuestra eficiencia del sistema.
Zamora Chairez Jorge Alberto
Conclusión
Si se quiere mover un peso muy grande, al momento de hacerlo
mediante poleas se reduce la fuerza que se aplica. Cuando se hace
con poleas móviles se reduce incluso aún más y mientras más número
de poleas móviles haya, más se reducirá la fuerza para mover dicho

13. peso. Las poleas son muy útiles para mover pesos sin hacer tanto
esfuerzo.
Comentarios
Fue una práctica interesante y me agradó que comprobara que se
puede reducir más la fuerza mediante poleas móviles. Lo que no me
gustó de la práctica fue que en ocasiones se dificultaba tomar las
medidas y creo que por eso nos resultó un porcentaje algo alejado del
100%
Pérez Ariza David Alejandro
Conclusión
Las poleas móviles son muy efectivas para realizar distintos trabajos de
carga como grúas o elevadores y hacen que el esfuerzo sea menor,
haciendo que la ventaja mecánica sea mayor. También se puede
concluir que experimentalmente hay un cierto margen de error debido
a que los dinamómetros u otros objetos no estén bien calibrados o
simplemente al error del ojo humano a la hora de tomar la medición.
Comentarios
Me gusto esta práctica, además de que se podía ver la ventaja
mecánica, pudimos deducir varias aplicaciones y que tanto nos
pueden servir las poleas móviles para el uso cotidiano.

14. CONCLUSIÓNES GENERALES
El uso de la polea permite al hombre reducir o simplificar algunos
trabajos que sin ella serían muy laboriosos.
Dependiendo del número de poleas, la fuerza que se emplea para
levantar un objeto se reduce, expresándose de la forma= 1/2n donde n
es igual al número de poleas utilizadas, sin embargo la gran desventaja
que presentan, es que al usar un mayor número de poleas, la longitud
del cable que se está usando para levantar el objeto deberá ser cada
vez más grande, implicando que para levantar el objeto a una gran
altura se necesitará una gran cantidad de cable.
Con base en nuestros resultados podemos decir que se cumplió casi
óptimamente los resultados de fuerza utilizada para levantar ciertas
cargas (1/2n).
Los objetivos lograron cumplirse pues comprobamos de manera
experimental la fuerza equilibrante en cada sistema de poleas, y, al
compararlas con el resultado teórico llegamos a un resultado casi
idéntico, en relación con la ventaja mecánica y el desplazamiento, se
pudo observar que mientras la ventaja mecánica aumenta la relación
de desplazamiento es menor, lo que indica que cada vez se reduce la
fuerza para levantar un objeto, pero que se desplaza cada vez menos.
Comentarios
Una interesante práctica, aunque al principio se nos proporcionaron
poleas un poco frágiles, después nos dieron otras poleas en buenas
condiciones.
Yo tuve la suerte de que en mi clase de teoría me explicaran un poco
sobre el tema de poleas, pero me sorprendió el hecho de que hay
profesores a los que hablar sobre este tema es despreciable.
Si esto pasa ¿Qué no sería más difícil entender a la práctica que
hacemos en el laboratorio?