viernes, 6 de junio de 2008

EQUILIBRIO DE FUERZAS

INFORME EQUILIBRIO DE FUERZAS

1.- OBJETIVOS DE LA PRACTICA

Ø Comprobar la primera condición de equilibrio.

Ø Comprobar la segunda condición de equilibrio mediante la palanca de balanza o momentos.

Ø Determinar pesos desconocidos mediante la aplicación de la primera condición de equilibrio.

Ø Aplicar el cálculo completo de la teoría de errores en la evaluación de las mediciones efectuadas.

Ø Conocer la resultante de un sistema de fuerzas paralelas, del mismo sentido y punto de aplicación.

Ø Verificar los pesos obtenidos mediante la palanca de balanza, mediante balanza analítica.

2.- FUNDAMENTO TEORICO

Un cuerpo en equilibrio estático, si no se le perturba no sufre movimiento de traslación o de rotación, porque la suma de todas las fuerzas o la suma de todos los momentos que actúan sobre él son cero. Sin embargo, si el cuerpo se desplaza ligeramente, son posibles tres resultados: (1) el objeto regresa a su posición original, en cuyo caso se dice que esta en equilibrio estable; (2) el objeto se aparta mas de su posición, en cuyo caso se dice que esta en equilibrio inestable; (3) el objeto en su nueva posición, en cuyo caso se dice que esta en equilibrio neutro e indiferente.

LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON

El tema de la mecánica del cuerpo rígido se encuentra basado en las tres leyes del movimiento de Newton, cuya validez se sustenta en la observación experimental. Estas leyes se aplican al movimiento de una partícula, medido desde un marco de referencia no acelerado, y pueden definirse brevemente de la forma siguiente:

Primera ley: En la ausencia de fuerzas exteriores, todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado.

Tercera ley: Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

Primera condición de equilibrio

La suma de las componentes (rectangulares) de todas las fuerzas según cualquier linea es igual a cero.



Segunda condición de equilibrio
La suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas respecto cualquier línea (cualquier punto para fuerzas coplanares) es igual a cero.


3.- PROCEDIMINETO DE LA PRACTICA

a) Verificación de la primera condición de equilibrio

Procedimos de la siguiente forma colgamos por los extremos de las poleas pesos conocidos P1, P2, P3 de modo que los mismos estén en equilibrio.

En el punto de quiebre (donde colocamos el P2) se coloca el disco opticote modo que coincida con el centro del mismo, para luego proceder a realizar la lectura de los angulos f y b y los pesos P1, P2, P3.

b) Determinación de tensiones aplicando la primera condición de equilibrio ,

Colgamos en la cuerda que pasa por los extremos de las poleas pesos conocidos P1, P2 de modo que los mismos esten en equilibrio y el otro extremo engancharlo al soporte.

En el punto de quiebre (donde cuelga el peso P2) se coloca el disco óptico de modo que coincida con el centro del mismo, para luego proceder a realizar la lectura de los ángulos f y b y los pesos P1, P2.

c) Determinación de un peso desconocido aplicando la primera condición de equilibrio

Colgamos en la cuerda que pasa por los extremos de las poleas pesos conocidos P1, P2 y el peso desconocido P3 de modo que los mismos estén en equilibrio.

En el punto de quiebre (donde cuelga el peso P2) se coloca el disco óptico de modo que coincida con el centro del mismo, para luego proceder a realizar la lectura de los ángulos f y b y los pesos P1, P2.

d) Determinación de un peso desconocido aplicando la segunda condición de equilibrio

Colgamos en el lado derecho el peso desconocido a una distancia conocida d2 y al otro lado se equilibra mediante un peso conocido P1 que se encuentra a una distancia conocida d1.

Se procede a realizar la lectura de las distancias d1 y d2 y el peso P1.

Se realizo el mismo procedimiento 5 veces variando el peso P1 y la distancia d1, la distancia d2 debe mantenerse constante.

4.- MATERIALES UTILIZADOS

Ø Soportes metálicos.
Ø Poleas fijas de 4 cm de diámetro.
Ø Pesos conocidos de 1 gramo a 50 gramos.
Ø Pesos desconocidos entre un rango de 10 gramos a 60 gramos.
Ø Disco óptico grande de 0 a 360º.
Ø Palanca metálica de brazos iguales.

5.- CUESTIONARIO

1) La primera condición de equilibrio impide: a) ¿la rotación?, ¿la traslación?

R.- Impide la traslación porque esta condición nos dice : Una partícula o un sólido rígido está en equilibrio de traslación cuando: la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es cero.

2) ¿Que tipo de error es el que se comete al medir los ángulos en el disco óptico?

R.- Error accidental porque al observar uno se puede equivocar de ángulo, y error sistemático
porque el disco óptico ya puede venir con imprecisión y falla.

3) Enumerar todos los errores sistemáticos y accidentales que se puedan haber cometido durante el desarrollo de la practica

R.- Errores sistemáticos: disco óptico mal graduado

Errores accidentales: mala vista del observador, mal apunte de datos, base en donde se realizo la practica no plana, pesas imprecisas (mal pesadas).

4) Explicar ¿Cuál es el concepto de momento?

R.- Momento indica instancia, ocasión, circunstancia o coyuntura por la que atraviesa un proceso continuo o “en cadena” que no tiene comienzo ni término definido.

5) Indicar el significado físico del momento de una fuerza

Se denomina momento de fuerza, torque, torca, o par (o sencillamente momento) a la magnitud que viene dada por el producto vectorial de una fuerza por un vector director (también llamado radio vector). Si se denomina F a una fuerza, aplicada en un punto A, su momento respecto a otro punto B viene dado por:
Donde es el vector director que va desde B a A. Por la propia definición del producto vectorial, el momento es un vector perpendicular al plano formado por y .
El momento de fuerza es equivalente al concepto de par motor, es decir, la fuerza que se tiene que hacer para mover un cuerpo respecto a un punto fijo (Ej: un electrón respecto al núcleo) y se condiciona por la masa y la distancia.

6) ¿Qué garantizan la primera y segunda condición de equilibrio?

R.- Que un cuerpo rígido este en equilibrio estático y no tenga aceleración.



7) ¿A qué se denomina cupla?

Se denomina cupla o par de fuerzas a un sistema formado por dos fuerzas de igual valor que poseen direcciones opuestas. Dicho sistema de fuerzas NO puede ser reducido a una única fuerza resultante.

El efecto que produce, o tiende a producir, una cupla sobre un cuerpo es una rotación pura.

El plano en el cual se encuentran las dos fuerzas se denomina plano de la cupla y la distancia entre las líneas de acción de las fuerzas se denomina brazo de la cupla.

8) La cupla es una magnitud escalar o vectorial? .Explique

R.- La cupla es una magnitud vectorial.

2 comentarios:

Carlos dijo...

muy buen informe gracias por publicar

YIMBO dijo...

EXELENTE TRABAJO GRACIAS PERO QUISISERA QUE SIGAS PUBLICANDO ESTOS TRAVAJOS PORFFA