EQUILIBRIO DE FUERZAS CONCURRENTES

EQUILIBRIO DE FUERZAS CONCURRENTES

1. OBJETIVOS

 COMPRENDER Y APLICAR LA PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO.

 VERIFICAR EL RESULTADO DE TRES FUERZAS CONCURRENTES SERÁ IGUAL A CERO, SI EL CUERPO ESTA EN REPOSO.

 VERIFICAR QUE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES ANALÍTICOS Y GRÁFICOS DEBEN SER NUMÉRICAMENTE IGUALES.

2. MATERIALES

 1 EQUIPO DE TEAM LAB: INTERFASE THINK STATION, SENSOR DE FUERZA.

 5 PESAS DE 50 G.

 1 BLOQUE DE MADERA CON GANCHO.

 1 DINAMÓMETRO DE 10N.

 1 POLEA CON SOPORTE.

 1 TRANSPORTADOR.

 2 HOJAS DE PAPEL BOND.

 1 METRO DE PABILO.

 1 SOPORTE UNIVERSAL Y ACCESORIOS.

3. FUNDAMENTO TEORICO

3.1. FUERZA

CUANDO SUSPENDEMOS UN CUERPO, GOLPEAMOS UN CLAVO, ESTIRAMOS O COMPRIMIMOS UN RESORTE, EMPUJAMOS UN AUTOMÓVIL O LIMPIAMOS UN VIDRIO, ENTONCES DECIMOS QUE ESTAMOS INTERACCIONANDO; PUES LA FUERZA ES LA MEDIDA DE LA INTERACCIÓN QUE SE MANIFIESTA ENTRE DOS CUERPOS.

FORMA DE ACCIÓN DE LAS FUERZAS

LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE LOS CUERPOS TIENDEN A VARIAR LAS FORMAS DE ÉSTOS, SEGÚN LA DIRECCIÓN, SENTIDO Y PUNTO DE APLICACIÓN DE LAS FUERZAS.

LAS FORMAS DE ACCIÓN, DE ÉSTAS FUERZAS PUEDEN SER:

3.1.1. FUERZAS DE CONTACTO

SON AQUELLAS QUE IMPLICAN UN CONTACTO FÍSICO ENTRE DOS OBJETOS.

 FUERZAS DE COMPRESIÓN: CUANDO LAS FUERZAS ACTÚAN SOBRE EL CUERPO, TIENDEN A DISMINUIR UNA DE SUS DIMENSIONES.

 FUERZAS DE TRACCIÓN: CUANDO LA FUERZA QUE ACTÚA SOBRE EL CUERPO, TIENDE A ALARGAR UNA DE SUS DIMENSIONES.

 FUERZAS DE FLEXIÓN: CUANDO DOS FUERZAS ACTÚAN EN PLANOS PARALELOS DEL CUERPO, DE MODO QUE UNA DE ELLAS LO HACE GIRAR.

 OTRAS FUERZAS DE CONTACTO: EXPANSIÓN DE UN GAS, LA NORMAL, LA FRICCIÓN, LA ACCIÓN, LA REACCIÓN, ETC.

3.1.2. FUERZAS DE CAMPO

SON AQUELLAS FUERZAS QUE NO IMPLICAN CONTACTO FÍSICO ENTRE DOS OBJETOS.

 LA FUERZA DE ATRACCIÓN GRAVITACIONAL.

 LA FUERZA DE INTERACCIÓN ELÉCTRICA ENTRE DOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE.

 LA FUERZA MAGNÉTICA PRODUCIDA POR UN IMÁN SOBRE UN TROZO DE HIERRO.

 LAS FUERZAS NUCLEARES QUE MANTIENEN UNIDOS A LOS NÚCLEOS ATÓMICOS O SUBATÓMICOS.

3.2. LEY DE LA INERCIA

LA PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA FUE ENUNCIADA EN EL AÑO DE 1787 Y ESTABLECE QUE TODO CUERPO PERMANECE EN ESTADO DE REPOSO O DE ACELERACIÓN CONSTANTE MIENTRAS QUE SOBRE EL CUERPO NO ACTUÉ UNA FUERZA RESULTANTE EXTERIOR QUE LO OBLIGUE A CAMBIAR DE VELOCIDAD. LA TENDENCIA DE UN CUERPO EN MANTENER SU ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO A VELOCIDAD CONSTANTE SE LLAMA INERCIA.

3.3. LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN

ESTA LEY ESTABLECE QUE SIEMPRE CUANDO UN OBJETO EJERCE UNA FUERZA (ACCIÓN), EL SEGUNDO OBJETO EJERCE UNA FUERZA IGUAL (REACCIÓN) Y OPUESTA SOBRE EL PRIMERO. ESTAS FUERZAS NUNCA SE ANULAN POR ACTUAR EN DIFERENTES CUERPOS.

3.4. EQUILIBRIO

CUANDO DOS O MÁS FUERZAS ACTÚAN SOBRE UN CUERPO Y LA SUMA VECTORIAL ES CERO, EL CUERPO SE ENCUENTRA EN EQUILIBRIO.

3.4.1. PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

3.4.2. SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO

ESTÁ EN EQUILIBRIO DE ROTACIÓN, ES DECIR , CUANDO LA SUMA DE TODOS LOS TORQUES O MOMENTOS , RESPECTO A UN EJE DE ROTACIÓN ES CERO.

4. PROCEDIMIENTO

EXPERIMENTO N°1

EQUILIBRIO DE FUERZAS CONCURRENTES

 INSTALE EL EQUIPO ADECUADAMENTE.

 ANTES DE REALIZAR UNA MEDICIÓN CON EL SENSOR DE FUERZA SE DEBE DETERMINAR LA MEDIDA CERO DEL SENSOR DE FUERZA.

 EN LAS HOJAS DE PAPEL BOND, DIBUJAR LOS ÁNGULOS Α, Β, Θ SEGÚN LAS INDICACIONES DEL PROFESOR Y LUEGO PEGAR EL PAPEL EN LA MESA CON CINTA ADHESIVA.

 AL TRAZAR EN LA HOJA DE PAPEL, VALORES PARA EL ÁNGULO Α°, QUEDA DETERMINADO LOS VALORES DE LOS ÁNGULOS Β° Y Θ°.

 LOS VALORES DEL ÁNGULO Α PUEDEN SER Α<90° (AGUDO), Α=90 (RECTO); 90°<Α<180° (OBTUSO).

 CON EL HILO PROPORCIONADO ANUDAR O ENLAZAR CONVENIENTEMENTE, DE TAL MANERA QUE SE TENGA LAS DIRECCIONES DE LAS FUERZAS F1, F2 Y F3, QUE DEBEN COINCIDIR CON LOS LADOS DE LOS ÁNGULOS FORMADOS EN EL MOMENTO DE REALIZAR LA MEDICIÓN.

 LA MAGNITUD DE F3 SE OBTIENE MIDIENDO EL PESO DE LAS MASAS SUSPENDIDAS M1 Y M2 VERTICALMENTE, PARA ELLO SE DEBE TENER EN CUENTA EL SEREADO DEL SENSOR EN LA POSICIÓN VERTICAL, EL SENSOR DEBE ESTAR EN POSICIÓN VERTICAL DURANTE LA MEDICIÓN, PARA ELLO ES NECESARIO QUE EL SENSOR ESTÉ AJUSTADO EN EL BRAZO (BARRA) HORIZONTAL DEL SOPORTE UNIVERSAL, O EN SU PROPIO SOPORTE (O BASE).

 AHORA DETERMINAR EL VALOR DE F3, PARA M1 Y M2, HACIENDO PASAR LA CUERDA A TRAVÉS DE LA POLEA, DE TAL MANERA QUE EL SENSOR Y LA DIRECCIÓN DE F3 SOBRE LA MESA SEA HORIZONTAL.

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