La práctica de laboratorio, “Fuerzas Paralelas”, pretende hallar las condiciones de equilibrio para un cuerpo rígido (en este caso una regla), además determinar de manera empírica la posición resultante, tanto del centro de masa de la regla, como

FUERZAS PARALELAS

Grupo: 12

12 de Noviembre de 2015

Karen Suarez1,

Universidad de La Salle

Ingeniería Civil 1

RESUMEN

La práctica de laboratorio, “Fuerzas Paralelas”, pretende hallar las condiciones de equilibrio para un cuerpo rígido (en este caso una regla), además determinar de manera empírica la posición resultante, tanto del centro de masa de la regla, como la del sistema de fuerzas paralelas a las que se ve sometida.

Para lo anterior, se construyó un sistema de fuerzas paralelas, y una viga en voladizo, utilizando la regla como viga y los dinamómetros como puntos de apoyo. Finalmente se generó una  tabla con los datos obtenidos y así obtener la sumatoria de fuerzas y la sumatoria de momentos.

PALABRAS CLAVE: Centro de masa, Cuerpo rígido, Condición de equilibrio, Fuerzas externas.

ABSTRACT

The lab " Parallel Forces " , aims to find the equilibrium conditions for a rigid body (in this case a rule) also determine empirically the position resulting from both the center of mass of the rule, as the system parallel forces to which it is subjected .

For this, a system of parallel forces, and a cantilever beam built using the rule as a dynamometer beam and as fulcrums. Finally, a table is generated with the data and obtain the sum of the sum of forces and moments.

KEYWORDS: center of mass, rigid body, equilibrium condition, external forces

INTRODUCCIÓN

La estática, como parte integral de la mecánica, tuvo sus fundamentos a partir de los trabajos del ingeniero holandés Steven, contemporáneo de Galileo Galilei, quien postulo sus famosos teoremas sobre la inmovilidad de cuerpos que están siendo sometidos a esfuerzos externos.

La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo. La primera ley de Newton implica que la red de la fuerza y el par neto (también conocido como momento de fuerza) de cada organismo en el sistema es igual a cero. De esta limitación pueden derivarse cantidades como la carga o la presión. La red de fuerzas de igual a cero se conoce como la primera condición de equilibrio, y el par neto igual a cero se conoce como la segunda condición de equilibrio.

[pic 1]

El torque ejercido por una fuerza es la propiedad que tienen las fuerzas de hacer girar un cuerpo rígido respecto de un punto el cual se supondrá fijo.

Σ F=0 (1.1)[pic 2]

Σ T=0 (1.2)

Estas ecuaciones se denominan condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido. La primera hace que el cuerpo no se traslade con aceleración y la segunda hace que el cuerpo no gire con aceleración.

Se puede afirmar, a partir de la primera condición de equilibrio, que: (1.3)

      n

Σ Fl = RA + RB +W+F1+F2+F3+F4=0

     i=1

A partir de la segunda condición de equilibrio, que los momentos de las fuerzas con relación al punto A, satisfacen que: (1.4)

 n

Σ Tl =0* RA +xB RB –XWW- X1 F1 – X1 F2 – i=1                      X3 F3- X4 F4=0

Si se denomina X la posición de la fuerza resultante y se toman momentos con respecto al punto A, se obtiene: (1.5)[pic 3][pic 4]

FX=F1 X1 +F2 X2+F3 X3 +F4 X4

Recordando que F representa la fuerza resultante del conjunto de fuerzas, entonces se puede escribir que: (1.6)

X= F1 X1 +F2 X2+F3 X3 +F4 X4 / F1+F2+F3+F4[pic 5]

MATERIALES  

1. 4 Ganchos de alambre.
2. Lápiz.
3. Calculadora.
4. Varillas sostenedoras.
5. Pesas en gramos.
6. Báscula.
7. 3 Dinamómetros.

METODOS

En esta práctica se pretende comprobar las condiciones de equilibrio para un cuerpo rígido, hallar experimentalmente la posición de la resultante de un sistema de fuerzas paralelas y calcular la posición del centro de masa de un cuerpo rígido sometido a un conjunto de fuerzas. Para ello se obtuvo el siguiente método.

El cuerpo rígido utilizado en esta práctica fue una regla de longitud de un metro. Se pesó dicha regla dada para la práctica. Para las condiciones de equilibrio se obtuvo un sistema de fuerzas paralelas como el indicado en la figura 1, colgando la regla por sus extremos, de dos dinamómetros, ubicando pesos de en cada una de las fuerzas. Se anotaron los resultados en una tabla de datos y se calculó el valor de la suma de fuerzas y de la suma de momentos.

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