Practica 1 Estatica Unitec

Objetivo

Obtener el valor de las fuerzas en equilibrio y comprobar experimentalmente estos resultados.

Desarrollar sistemas de fuerzas en equilibrio para una partícula, un sistema de fuerzas paralelas y un cuerpo en dos dimensiones.

Introducción

En el diseño aplicado a la ingeniería es importante conocer las reacciones en los diferentes apoyos y esfuerzos a los que está sometido un cuerpo; para esto, el conocimiento de las condiciones de equilibrio de fuerzas es fundamental. Estos principios generalmente se aplican en todas las carreras de ingeniería y su conocimiento es básico.

El caso más simple se presenta cuando existen fuerzas concurrentes en equilibrio. En esta situación las condiciones suficientes y necesarias para que un cuerpo se mantenga en equilibrio son:

ΣFx = 0 Suma de componentes en “x”

ΣFy = 0 Suma de componentes en “y”

ΣM = 0 Suma de momentos

Para aplicar las condiciones de equilibrio y resolver los diferentes componentes de tres fuerzas concurrentes se puede utilizar la suma vectorial (las fuerzas son vectores) o bien aplicar la ley de los senos o la ley de los cósenos.

Diagrama de cuerpo libre y triángulo de fuerzas.

Por lo tanto, para resolver un problema y encontrar la solución es necesario representar el diagrama de cuerpo libre (o diagrama vectorial) que muestre todas las fuerzas que están actuando sobre el objeto, ya que del análisis de éste se obtienen las ecuaciones para resolver un problema en particular.

En cuanto a la suma de momentos se considera el sentido de giro, ya que las fuerzas que tiendan a hacer girar al cuerpo en sentido de las manecillas del reloj se considerarán como generadoras de un momento negativo, y en sentido opuesto a las manecillas del reloj el momento será positivo.

El momento está definido por M = Fuerza x Brazo de palanca, en forma escalar M=FR

Desarrollo

Experimento no. 1

Estudiaremos el equilibrio de tres fuerzas concurrentes en un punto determinado. Para esto se requiere construir el sistema mostrado en la siguiente figura:

Con el sistema montado como en la figura, mide con cuidado los ángulos formados por las cuerdas con la vertical .Por el método analítico de la suma de vectores, calcula la magnitud de las tensiones T1 yT2.

Dibuja el diagrama de cuerpo libre y compara el valor obtenido con los pesos suspendidos de las cuerdas F1 y F2, toma nota de los resultados en la tabla 1 y anota tus conclusiones. (Referirse al diagrama de cuerpo libre vectorial y triángulo de fuerzas del marco teórico.)

Experimento no. 2

En el experimento se aplica el principio de la balanza aritmética, donde se coloca una regla que se mantiene suspendida con un dinamómetro hasta lograr el equilibrio, colocando diferentes pesos F1 y F2 , como lo indica la figura.

Una vez alcanzado el equilibrio (esto se logra cuando la regla permanece en una posición horizontal perfecta) se calcula la resultante de las fuerzas que actúan, considerando el peso de la balanza y comparando los resultados con el dinamómetro

Dibuja el diagrama de cuerpo libre, tomando como origen el punto donde se localiza el gancho del dinamómetro midiendo a partir de ese punto las distancias a los centros de cada uno de los pesos considerados, y calcula la suma de momentos ejercidos por cada una de las fuerzas, sin olvidar considerar el sentido de giro.

Experimento no. 3

En el tercer experimento se calcularán las reacciones en los apoyos de una viga con carga. Para esto se requiere montar un sistema como el que se muestra en la figura.

Coloca

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