El Baby Sexy

ESTÁTICA

Primera condición de equilibrio

Práctica de Laboratorio Nº 7

Fuerzas, relaciones trigonométricas, análisis vectorial, poleas, Peso, Primera Ley de Newton,

Segunda Ley de Newton.

1. OBJETIVOS

1.1

1.2

Comprobar experimental, grafica y analíticamente, la primera condición de

equilibrio.

Medir y representar gráficamente fuerzas, a partir del dispositivo experimental

que se proporcionara.

2. EQUIPOS Y MATERIALES

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1 módulo para estática Elwe (dos dinamómetros de 5 N).

1 juego de pesas (seis unidades de 100 g c/u)

1 hilo o cuerda de 20 cm de longitud.

1 regla metálica de 100 cm ó Wincha

1 balanza Ohaus, 2.100 kg, ( 1/10 g de precisión)

1 transportador circular, 360º, 1/360º

1 pizarra acrílica.

2 plumones para pizarra acrílica (rojo y azul)

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1 Equilibrio Mecánico.- Un cuerpo se encuentra en Equilibrio Mecánico, cuando se

halla en estado de reposo o realizando un Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU),

con respecto a un observador fijo en tierra (Sistema de Referencia Inercial).

Luego, si un cuerpo está en reposo, entonces se encuentra en Equilibrio Estático y

si se mueve con MRU estará en Equilibrio Cinético.

3.2 Primera Ley de Newton.- Si un cuerpo está en equilibrio la suma vectorial de las

fuerzas externas que actúan sobre el (Fuerza Neta) debe ser cero. Por tanto la

suma de las componentes en cada dirección de coordenadas de las fuerzas debe

ser cero.

3.3 Segunda Ley de Newton.- Como consecuencia de la segunda ley de Newton

podemos decir que la resultante de las Fuerzas (Fuerza Neta) que actúan sobre

un cuerpo es igual a su masa por aceleración. Por tanto, la suma de las

componentes en cada dirección coordenadas de las fuerzas es igual a la masa por

la correspondiente componente de la aceleración.

3.4 Cuando un cuerpo está en movimiento circular (MCU), está acelerando y la Fuerza

Neta sobre el no es cero.

3.5 Primera Condición de Equilibrio.- Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, la

resultante de las fuerzas que actúan sobre el debe ser cero. Es decir:

⃗

⃗⃗⃗⃗

∑ ⃗⃗

∑

⃗

∑

⃗

Nota: Sí, sobre un cuerpo, actúan tres fuerzas y estas definen su equilibrio, estas

deben ser concurrentes:

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Laboratorio de Física

Figura Nº 1: Fuerzas externas actuando sobre un cuerpo rígido

Haciendo el Diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo:

Figura Nº 2: Diagrama de Cuerpo Libre (DCL) de las Fuerzas actuando sobre el

cuerpo

MÉTODO ANALÍTICO:

1. Podemos aplicar las ecuaciones (2) para demostrar la primera condición de

equilibrio. Aquí debemos descomponer cartesianamente los vectores fuerzas.

En el caso general, cuando actuando más de tres fuerzas podemos aplicar el

método del polígono cerrado

2. También podemos aplicar el Teorema de Lamy para demostrar la primera

condición de equilibrio.

MÉTODO GRAFICO:

3. Como la resultante del sistema de Fuerzas es Cero, graficando las Fuerzas se

debe formar un triangulo vectorial cerrado.

Se recomienda este método especialmente si dos de las fuerzas forman un ángulo

de 90°.

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Figura Nº 3: Triangulo Vectorial cerrado

4. PROCEDIMIENTO

4.1

En esta ocasión, usted empleara un par de dinamómetros circulares, para lo cual

debe tener las siguientes consideraciones:

- Debe calibrar a cero los dinamómetros. (Ver la Figura Nº 4)

FIGURA Nº 4: CALIBRACIÓN A CERO DE

LOS DINAMÓMETROS

-

Para tener una lectura

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