Practica No 8. “Equilibrio de fuerzas paralelas en 2D”

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán.

Laboratorio de Estática

Practica No 8. “Equilibrio de fuerzas paralelas en 2D”

Grupo:

2202 A

Integrantes del equipo:

Abad Pineda José Luis

Álvarez Fernández Jorge

Prado Tapia Ricardo Iván

Romero Rodríguez Edson Armando

Sánchez Díaz Verónika

INTRODUCCIÓN

El tema de momentos estáticos, centroides y centros de gravedad es uno de los temas las interesantes de la Estática que tiene muchas aplicaciones en otras ramas de la Física como en la Mecánica de materiales y en la Mecánica de fluidos que son indispensables en varias carreras de la ingeniería.

Por otra parte, cabe mencionar que este tema tiene una fundamentación teórica muy sencilla si se hace una analogía con el tema de los momentos de una fuerza que anteriormente ya fue motivo de una práctica. También debe mencionarse que este tema se presta a la experimentación para la comprobación de su teoría, razón por la cual se ha escogido para la presente práctica.

En esta práctica de experimentación, se hará una aplicación de este tema tanto para líneas, áreas y volúmenes compuestos, construidos de algunos materiales convenientes desde el punto de vista escolar, tales como madera, acrílico y metal.

Para la realización de esta práctica se utilizan varios modelos físicos diseñados y construidos expresamente para esta finalidad.  En la fotografía No. 1 se presentan dichos modelos.

[pic 1]

Fotografía No. 1. Modelos físicos utilizados en esta práctica.

Resumen

Las fuerzas paralelas, son sistema de fuerzas cuyas rectas de acción son paralelas, con iguales o distintos sentidos y estas actúan sobre un cuerpo rígido.

La resultante de dos o más fuerzas paralelas tiene un valor igual a la masa de ellas con su línea de acción también paralela a las fuerzas. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud, pero de sentido contrario, actúan sobre un cuerpo, se producen el llamado par de fuerzas en el que su resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas competentes.

No obstante que la resultante es cero, un par de fuerzas produce siempre un movimiento de rotación, tal como sucede con el volante de un automóvil.

Cuando un cuerpo rígido M interseccióna con otro a través de un apoyo articulado, sobre M se ejerce, por contacto con el apoyo, una fuerza cuya magnitud, dirección y sentido están indeterminados y quedan determinados por la distribución de otras fuerzas que actúan sobre M

Un apoyo libre tiene características de tener un movimiento de manera continua sin ningún obstáculo y desplazarse en cualquier dirección, cualquier sentido.

OBJETIVO GENERAL:

EL alumno comprenderá y comprobará mediante la experimentación, el sistema reactivo y su variación en el equilibrio de un sistema de fuerzas paralelas en el plano que actúan sobre una barra horizontal, la cual simula una viga libremente apoyada con una carga concentrada constante pero de posición variable.

CUESTIONARIO INICIAL

1. ¿Que características tiene un apoyo libre?

Un apoyo libre tiene la característica de tener un movimiento de manera continua sin ningún obstáculo y desplazarse en cualquier dirección cualquier dirección

1. ¿En qué consiste el sistema reactivo de un apoyo libre?

Un sistema reactivo de apoyo libre lo obtenemos a partir de las ecuaciones de equilibrio, una de su principal característica es que tiene apoyo en el mismo.

1. Cita y describe un ejemplo real de un apoyo libre:

La base o el apoyo de una silla para computadora, posee ruedas lo cual nos permite poder trasladarla de manera libre.

1. ¿Qué  dirección tiene la fuerza reactiva en un apoyo libre?

Dirección horizontal o vertical pero siempre constante

1. ¿Qué es un sistema isostático?

Son aquellos sistemas estables y para calcularlos se recurren a las ecuaciones de equilibrio estático. Matemáticamente una estructura es isostática cuando el número de incógnitas es igual al número de ecuaciones, por tanto el valor obtenido en la ecuación de grado de indeterminación es igual a cero.

1. ¿Cuántas incógnitas tiene un problema isostático de fuerzas paralelas y coplanares en equilibrio?  Explica por qué

Son tres incógnitas en base al sistema de ecuaciones escalares en equilibrio

PROCEDIMIENTO  EXPERIMENTAL

l. Arma y coloca las partes del modelo físico como se muestra en la figura No.1, colocando los apoyos A y B en los extremos de la barra que simula la viga libremente apoyada.

Observa que se podrá aplicar a la viga AB en cualquier punto X de su longitud, una fuerza concentrada suspendiendo un cuerpo cualquiera de peso W. Observa también que los dinamómetros RA y RB. Registrarán los valores de las reacciones en los apoyos para cualquiera posición X del peso W suspendido.

2. Mide la longitud del claro de la barra, a la que aplicarás la fuerza proveniente del peso W suspendido y toma nota del mismo.

3. Divide el claro L de la viga entre el número n (n>25) de puntos en que decidas aplicar el peso colgante.[pic 2]

4. Mide mediante la balanza el peso suspendido incluyendo el dispositivo con el que se cuelga de la barra, este será la fuerza aplicada W, anótalo en la tabla I

5. Coloca la barra entre los puntos A y B del dispositivo, calibra a Cero los dinamómetros.

6. Coloca el peso W en el primer punto de la izquierda y toma las lecturas en los dinamómetros que registran las reacciones en los apoyos A y B y así tendrás la primera terna de valores (x, RA, R3) para esta primera posición del peso W aplicado. Anota esta terna de valores experimentales en la primera fila de la Tabla L

7. Mueve el peso W y aplícalo en cada uno de los puntos restantes seleccionados, hasta terminar con el número de divisiones de la viga y toma la lectura para completar las temas (x, RA, R5). Registra los valores en la misma Tabla I de datos experimentales.

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