La nueva Practica Fuerzas ESIME zacatenco Fisica Clasica
Eduardo Alvarez MirandaPráctica o problema1 de Diciembre de 2015
2.797 Palabras (12 Páginas)1.100 Visitas
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL[pic 1]
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO
INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE FÍSICA CLÁSICA
SISTEMA DE FUERZAS EN EQUILIBRIO.
PRESENTAN: FIRMA
FECHA DE REALIZACIÓN.
FECHA DE ENTREGA.
GRUPO EQUIPO 3
INDICE
Contenido
INDICE
OBJETIVOS
INTRODUCCION
METODOLOGIA
EXPERIMENTO 1
EXPERIMENTO 2
EXPERIMENTO 3.1
EXPERIMENTO 3.2
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
OBJETIVOS
Objetivos:
- Comprobar las dos condiciones de equilibrio utilizando fuerzas paralelas y concurrentes
Objetivos particulares:
- Comprobar por medio de un sistema de fuerzas concurrentes la primera condición de equilibrio
- Comprobar la segunda condición de equilibrio utilizando fuerzas paralelas
- Comprobar la primera y segunda condición de equilibrio utilizando fuerzas paralelas y con un cuerpo rígido suspendido por los 2 dinamómetros
INTRODUCCION
Se aplicaron fuerzas concurrentes y paralelas a un cuerpo rígido para que se encontrara en equilibrio, siempre que se hable de un sistema de fuerzas aplicadas a un cuerpo rígido, se debe saber que este tipo de sistemas pertenecen a la estática, y como se sabe la estática es una parte de la física que estudia a los cuerpos sobre los que actúan fuerzas cuyas resultantes son nulas, es decir que permanecen en reposo y cumplen con las condiciones de equilibrio, las características de las fuerzas concurrentes es que se aplican en un punto del cuerpo rígido y en las fuerzas paralelas se aplican en diferentes puntos y las líneas de acción de dichas fuerzas son paralelas entre sí.
Con los experimentos realizados en la práctica se comprobaron las condiciones de equilibrio, las cuales nos dicen que la suma de todas las fuerzas es igual con 0 (∑ F = 0), y la segunda que nos dice que la suma de todos los torques es igual con 0 (∑ T = 0), dichas condiciones fueron demostradas por 2 métodos, uno analítico y uno gráfico.
METODOLOGIA
EXPERIMENTO 1
[pic 2]
Para realizar este experimento se utilizó un arreglo de fuerzas concurrentes (El armado se explica en Anexo 1), dicho arreglo utilizado se puede observar en la Figura No.1. Los datos obtenidos del arreglo utilizado en el experimento se pueden ver en la Tabla No. 1
En este experimento el objetivo fue lograr el equilibrio en la argolla, para cumplir con el objetivo se debía comprobar la primera condición de equilibrio, se comprobó con un método analítico y uno gráfico, el método analítico consiste en la descomposición de las fuerzas en X y las fuerzas en Y, y finalmente obtener una resultante, se sabe que existen más métodos analíticos, pero se eligió el de componentes rectangulares porque el dispositivo tenía más de 2 fuerzas.
Tabla No.1 Fuerzas experimentales y ángulos | |
Fuerza (N)± δ | Grados |
1.7 N ± 0.25N | 36 ± 0.05 grados |
1 N ± 0.25N | 162 ± 0.05 grados |
0.8 N ± 0.25N | 162 ± 0.05 grados |
[pic 3][pic 4]
En el método de componentes rectangulares la sumatoria de fuerzas en X y la sumatoria de fuerzas en Y deben de ser igual a 0. | |
F1x=1.7N Cos(180)= -1.7N
F2x=1N Cos(18)= 0.45N
F3x= 0.8N Cos(342)= 0.76N |
F1y=1.7N Sen(180)= 0N
F2y=1N Sen(18)= 0.30N
F3y= 0.8N Sen(342)= -0.247 |
Con las las componentes en x y en y, se pudo realizar la sumatoria en el eje Y y en el eje X | |
|
|
-Para obtener la fuerza resultante se sustituyó en la siguiente formula | |
[pic 11] | [pic 12] [pic 13] |
La fuerza resultante debía de ser cercana a cero, ya que se quería tener un cuerpo en equilibrio utilizando las fuerzas concurrentes, no se obtuvo el equilibrio total, pero se calcula el 5% de la fuerza de mayor valor se obtuvo lo siguiente:
[pic 14]
Como se puede observar la fuerza resultante no rebasa el valor de la máxima desviación permisible, por lo tanto se sabe que se cumple la primera condición de equilibrio y se realizó el experimento correctamente.
En cuanto al método gráfico, se eligió el del polígono, se utilizó porque se emplea para más de dos fuerzas a diferencia de los otros métodos. (Ver Diagrama No.1)
[pic 15][pic 16]
En este experimento se logró comprobar la primera condición de equilibrio, por medio de dos métodos, uno analítico y uno gráfico, el método analítico es más confiable a diferencia del método gráfico, puesto que se llevaron a cabo cálculos exactos e incluso se pudo calcular la máxima desviación permitida y así darse cuenta si se llevó a cabo el experimento de forma correcta, algo que con el método grafico no es posible. Por lo tanto se cumplió con la hipótesis y se asegura que el método analítico es más confiable que el método gráfico.
EXPERIMENTO 2
[pic 17]
En este experimento se utilizó un arreglo de fuerzas paralelas (Para conocer cómo se armó ver Anexo 2), el arreglo ya armado se puede observar en la figura No.2 y los datos obtenidos de este experimento se pueden observar en la Tabla No.2
En este experimento se buscó comprobar la segunda condición de equilibrio a través de un sistema de fuerzas paralelas, la manera de comprobar que esta condición se cumplió es con el cálculo de todos los torques y la sumatoria de ellos, en la cual el resultado nos debe de dar igual a 0
Tabla No. 2. Fuerzas y distancias experimentales | ||||
Posición | F(N)± δ | d(cm)± δ | T(Nm) | Signo T |
B | 0.96± 0.25N | -9.7± 0.5 cm | 9.31 | + |
C | 0.94± 0.25N | 5.9± 0.5 cm | 5.54 | - |
D | 0.48± 0.25N | 7.1± 0.5 cm | 3.40 | - |
[pic 18][pic 19]
En base a los pesos y las distancias, se puede calcular el torque de cada uno de los pesos que actúan sobre la palanca (los torques se pueden observar en la Tabla No. 2), pero antes de continuar con los cálculos se debe mencionar porque es importante el torque en este experimento, se llama torque a la capacidad de una fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un eje, se necesita calcular el torque porque con él se puede comprobar la segunda condición de equilibrio, la cual dice que la suma de los torques con respecto a un punto es igual a cero, cuando se cumple esta condición, el cuerpo está en equilibrio y es lo que se buscaba en este experimento, a la palanca se le aplicaron distintas fuerzas, lo que produce distintos momentos, pero los pesos se colocaron de tal manera que la palanca se encontrara de manera horizontal y en equilibrio, entonces se cumple la segunda condición de equilibrio antes mencionada porque la suma de los torques debe ser igual a cero, esto se comprobara analíticamente a continuación:
...