Laboratorio 6 Usach Fisica 1

Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ingeniería, Dpto. de Física,

Informe de Laboratorio N°5

ESTUDIO DE UNA VIGA EN EQUILIBRIO ESTATICO

Resumen

En el presente informe se pretende aplicar las condiciones de equilibrio estático cuando se aplican cargas puntuales a lo largo de una barra.

Introducción

Sabemos que para que un sistema se encuentre en equilibrio debe haber fuerzas involucradas las cuales tienen distintas repercusiones en el sistema. En este experimento determinaremos las reacciones que se producen al aplicar cargas puntuales verticales a una viga horizontal y también tenemos como objetivo graficar las variables fuerza y posición y determinar la relación funcional entre ellas. Para lograr estos puntos es necesario tener claro las condiciones de equilibrio estático ya que para que un sistema esté en equilibrio no debe trasladarse ni rotar.

∑τ = ∑ ( r ⃗ x F ⃗ ) = 0 ⃗ ; ∑ Fi = 0 ⃗

Método experimental:

Materiales

Sensor de Fuerza con valor mínimo de 0,01 [N]

Barra de largo 1 m y masa 151,4 gr.

Masa M de 100,5 gr.

Balanza con valor mínimo de 0,01 gr.

Soporte universal

Para esta experiencia armamos el siguiente montaje

Donde una masa M fue situada en un riel (o barra) a distintas posiciones del extremo de la barra y mediante el sensor de fuerza registramos la magnitud de la tensión de la cuerda para que el sistema continuase en equilibrio, luego mediante el programa Datastudio obtuvimos un interpretación de las variables fuerza y posición.

Las limitaciones que nos encontramos fueron principalmente la necesidad de aproximación de los resultados debido a los valores mínimos de los instrumentos estos son llamados errores instrumentales, otra desventaja fue no poder ubicar la masa a la justa distancia que se necesitaba. Debido a estas limitaciones el grafico obtenido no fue una recta ideal por lo que fue necesario realizar un ajuste lineal para minimizar los errores.

Resultados

En la tabla se muestra los resultados obtenidos

X (m) F (N)

0,1 0,84

0,2 0,91

0,3 1,02

0,4 1,09

0,5 1,23

0,6 1,3

0,7 1,4

Aplicando la condición de equilibrio obtenemos las ecuaciones que verifican el equilibrio estático

(1) R + T – Mg – mg = 0 ; (2) -mg ∙ L/2 - Mg ∙ X = 0

Donde R representa la resistencia en el punto de apoyo de la barra, T la tensión en el extremo de la barra la cual es medida con el sensor de fuerza, L el largo de la Barra, m la masa de la barra y X las distintas posiciones de la masa con respecto al extremo de la barra.

De los datos obtuvimos un gráfico con su respectivo ajuste lineal (ver apéndice) lo que nos permitió encontrar la siguiente relación funcional entre las variables fuerza y distancia

Y = 0,9849X + 0,74186

De

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