Practica ""fuerzas En Equilibrio"

Objetivo

El alumno explicara el concepto de fuerzas concurrentes y fuerzas paralelas aplicándolo a las condiciones que debe satisfacer un cuerpo para que permanezca en equilibrio, cuando está sometido a la acción de dichas fuerzas.

Resumen.

En esta práctica nos basaremos en los diferentes sistemas de equilibrio para calcular torcas, sumatorias de fuerzas en “x” y en ” y ” para comprobar la primera y segunda condición de equilibrio.

Introducción Teórica.

Se dice que un cuerpo está en equilibrio si la suma de todas las fuerzas aplicadas sobre el objeto es cero:

∑_(i=1)^N▒〖Fi=0 ̅ 〗

También se entiende como

∑▒〖fx=0〗

∑▒〖fy=0〗

Torcas (T) mide la capacidad de un cuerpo para girar cuando se aplica una fuerza F ̅ en un punto a una distancia r ̅ del eje de giro.

T ̅=r ̅ x F ̅

Donde:

r ̅=Vector de posición de un punto donde se aplica la fuerza.

F ̅=Fuerza aplicada

Por lo que:

(|T| ) ̅= |(r ) ̅ × F ̅ |=|r ̅ ||F ̅ | sin⁡θ

Donde:

θ es el angulo formado entre r ̅ y F ̅

Material Requerido:

3 Dinamómetros de 2000g

Palanca sencilla

2 Nuez con gancho

5 Pesas de 50 g

3 Varillas de 1 m de longitud

1 Transportador de madera

1 Aparato para la composición de fuerzas concurrentes

2 Dinamómetros de 500 g

1 Argolla con hilos

2 Nueces dobles

2 Ganchos

2 Pinzas de mesa

Hilo cáñamo

Desarrollo experimental.

EXPERIMENTO 1.-

Ponemos un aparato (fig 1) en equilibrio tratando de que la argolla del centro no toque con la tuerca que tiene el aparato y este centrada, para que las fuerzas queden lo mas centradas posibles.

Figura 1 podemos observar cómo se ponen todas las fuerzas que actúan sobre la argolla en equilibrio para que se mantenga bien centrada sin tocar el tornillo del centro

Con esto tomamos las medidas de la fuerzas que actuaban sobre la argolla, el ángulo y así poderlas sumar para obtener nuestra sumatoria de fuerzas en X y sumatoria de fuerzas en Y.

F_1= 〖6N〗_i+ 〖0N〗_j

F_2=2.8N 〖cos⁡〖140°〗〗_i+2.8N〖sin⁡〖140°〗〗_j

F_3=4.3N〖cos⁡〖200°〗〗_i+4.3N〖sin⁡〖200°〗〗_j

∑▒Fy=6N-3.2N-4.040648N=-0.2N

∑▒Fx=0N-1.5657N-1.47068N=0.09N

Figura 2 podemos observar nuestro grafica para ubicar las fuerzas.

Mediciones.

Proseguimos a hacer el experimento con las torcas ahora poniendo un sistema de equilibrio.

Tomamos las lecturas de los dinamómetros:

Dinamómetro Fuerza F (N)

1 11

2 6

3 5

Con la ayuda del transportador medimos los angulos α, β y ϒ:

Angulo Grados

α 75°

β 127°

ϒ 158°

Pusimos las torcas en equilibro y proseguimos a hacer los siguientes cálculos tomando en cuenta:

50=El coeficiente de giro

Pesos de la pesa1: (9.81m/s2)(.05kg)=.4905N

Pesos de la pesa2: (9.81m/s2)(.1kg)=.981N

T1=(.06m)8.4905N)sen90=-.02943Nm

T2=(.43m)(.981N)sen90=-.42123Nm

T3=(.40m)(.4905N)sen90=.1962

T4=(.47m)(.4905N)sen90=.23305

∑▒T ̅ =.02943Nm-.42123Nm+.1962Nm+.2305Nm=-0.02456Nm

Figura4 podremos observar nuestra grafica para ubicar las torcas

Discusión.

¿Cuál es el peso rígido en estudio?

Cuando la argolla permanece inmóvil y concéntrica al eje del aparato ¿Se puede afirmar que está en equilibrio?

R.- Si, por que las fuerzas están ejerciendo una misma fuerza.

¿Qué puede decir acerca del punto de aplicación de las fuerzas que actúan sobre la argolla?

R.- Que las fuerzas deben estar bien colocadas para que haya un equilibrio entre ellas.

Concluimos que tenemos el caso de un cuerpo rígido sometido a la acción de fuerzas …

¿El valor de la resultante es el que esperábamos?

R.-

¿Podemos afirmar que se cumplió la primera condición de equilibrio dentro de los límites de precisión del experimento? Explique.

R.-

Experimento 2.

Procedimiento.

Montamos el dispositivo que se requería para el experimento

Con ayuda de una nuez con gancho y un gancho suspendimos la

...