Lab #3 Tensiones y fuerzas

Lab #3 Tensiones y fuerzas

Cristancho, Dayro Anthony-van; León, Lina Alejandra; Moreno Chritian David; Peñuela, José Fabian.

{Cristancho. Dayro; leon.lina;moreno.christian; penuela.jose}@uniagraria.edu.co

Eduardo Emilio López Ángel

Eduardo Emilio Lopez Angel

Resumen— En la presente práctica de laboratorio se tuvo como objetivo el análisis y/o estudio del comportamiento de la estática y las leyes físicas que actúan en ella (tensión, fuerza) es decir la comparativa entre un cálculo teórico y una practico de un objeto inanimado (pesa de 200 gramos.) colgada de dos dinamómetros cada uno  con un Angulo de inclinación distinto (el objeto siempre estuvo a (-90° o 270) que es lo mismo, mientras que el Angulo de los dinamómetros cambiaba simultáneamente con cada una de las distintas prácticas.

Palabras Clave—ángulo, tensión, fuerza, masa, peso.

Abstract— In the present practice of laboratory there was had as aim the analysis and / or study of the behavior of the statics and the physical laws that act in her (tension, force) is the comparative one says between a theoretical calculation and I practice one of an inanimate .object (weight of 200 grams.) hung of two dynamometers each one with a different Angle from inclination (the object always was to (-90 ° or 270°) that is the same thing, whereas the Angle of the dynamometers was changing simultaneously with each of the different practices

Keywords— Angle, tension, force, mass, weight.

1. Introducción

La presente practica se llevó a cabo en el laboratorio de física de la universidad agraria de Colombia con el objetivo de hacer un estudio de las tres primeras leyes de newton (fuerzas y tensión) en una formación con dos dinamómetros conjuntos de la siguiente forma:

[pic 4]

La práctica procedió haciendo una formación como la anterior, pero con tres cambios en la primera se pusieron los dinamómetros a la misma altura y misma separación para obtener el mismo ángulo en ambos esto hace que los datos en esta toma sean similares para ambos dinamómetros.

En la segunda se bajó la altura al dinamómetro n1 lo que hizo fue cambiar el ángulo de ambos y que los datos varíen. Y en la tercera se hizo los mismo que la anterior, pero con el dinamómetro n2.

Nota: para este laboratorio se hizo una formación de plano con distintos Angulo cada vez para proceder al análisis pues así las tensiones variaran.

A Estudiantes de ingeniería Mecatrónica

II.Aspectos Teóricos

“Primera ley de Newton (equilibrio)”^[1]

El que la fuerza ejercida sobre un objeto sea cero no significa necesariamente que su velocidad sea cero. Si no está sometido a ninguna fuerza (incluido el rozamiento), un objeto en movimiento seguirá desplazándose a velocidad constante.

Para que haya equilibrio, las componentes horizontales de las fuerzas que actúan sobre un objeto deben cancelarse mutuamente, y lo mismo debe ocurrir con las componentes verticales. Esta condición es necesaria para el equilibrio, pero no es suficiente. Por ejemplo, si una persona coloca un libro de pie sobre una mesa y lo empuja igual de fuerte con una mano en un sentido y con la otra en el sentido opuesto, el libro permanecerá en reposo si las manos están una frente a otra. (El resultado total es que el libro se comprime). Pero si una mano está cerca de la parte superior del libro y la otra mano cerca de la parte inferior, el libro caerá sobre la mesa. Para que haya equilibrio también es necesario que la suma de los momentos en torno a cualquier eje sea cero. Los momentos dextrógiros (a derechas) en torno a todo eje deben cancelarse con los momentos levógiros (a izquierdas) en torno a ese eje. Puede demostrarse que si los momentos se cancelan para un eje determinado, se cancelan para todos los ejes. Para calcular la fuerza total, hay que sumar las fuerzas como vectores.

a) Condición de equilibrio en el plano: la sumatoria de todas las fuerzas aplicadas y no aplicadas debe ser nula y, la sumatoria de los momentos de todas las fuerzas con respecto a cualquier punto debe ser nula.

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

Σ MF = 0

b) Condición de equilibrio en el espacio: la sumatoria de todas las fuerzas aplicadas y no aplicadas debe ser nula y, la sumatoria de los momentos de todas las fuerzas con respecto a los tres ejes de referencia debe ser nula.

Equilibrio de fuerzas

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

Σ Fz = 0

“Segunda ley de Newton (masa)”^[2]

Para entender cómo y por qué se aceleran los objetos, hay que definir la fuerza y la masa. Una fuerza neta ejercida sobre un objeto lo acelerará, es decir, cambiará su velocidad. La aceleración será proporcional a la magnitud de la fuerza total y tendrá la misma dirección y sentido que ésta. La constante de proporcionalidad es la masa m del objeto. La masa es la medida de la cantidad de sustancia de un cuerpo y es universal.

Cuando a un cuerpo de masa m se le aplica una fuerza F se produce una aceleración a.

F = m.a

Unidades: En el Sistema Internacional de unidades (SI), la aceleración a se mide en metros por segundo cuadrado, la masa m se mide en kilogramos, y la fuerza F en newtons.

[pic 5]

Se define por el efecto que produce la aceleración en la fuerza a la cual se aplica. Un newton se define como la fuerza necesaria para suministrar a una masa de 1 kg una aceleración de 1 metro por segundo cada segundo.

Un objeto con más masa requerirá una fuerza mayor para una aceleración dada que uno con menos masa. Lo asombroso es que la masa, que mide la inercia de un objeto (su resistencia a cambiar la velocidad), también mide la atracción gravitacional que ejerce sobre otros objetos. Resulta sorprendente, y tiene consecuencias profundas, que la propiedad inercial y la propiedad gravitacional estén determinadas por una misma cosa. Este fenómeno supone que es imposible distinguir si un punto determinado está en un campo gravitatorio o en un sistema de referencia acelerado. Albert Einstein hizo de esto una de las piedras angulares de su teoría general de la relatividad, que es la teoría de la gravitación actualmente aceptada.

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