Informe Fisica Estatica

Objetivo general

• A partir del montajes dados, determinar sistemas equivalentes de fuerzas. Verificando experimentalmente la constante de Hooke los ángulos y la sumatoria de fuerzas entre los vectores obtenidos.

Objetivos específicos

• Conocer los sistemas equivalentes de fuerzas y la ley de Hooke.

• Determinar experimentalmente los ángulos que intervienen en los montajes al igual que la elongación y la fuerza ejercida en newton sobre el dinamómetro.

• Graficar los vectores y determinar la sumatoria de fuerzas.

Introducción

Se pretende sujetar dinamómetros de diferente manera en cada uno de los tres montajes para determinar los sistemas de equivalencia entre las fuerzas y los ángulos obtenidos a partir de estos teniendo en cuenta la ley de Hooke, la función del dinamómetro la estática y el equilibrio para obtener la sumatoria de fuerzas obtenidas dependiendo de los vectores y la sumatoria de estos la cual en lo posible debe ser 0.

El equilibrio es uno de los conceptos más importantes de la mecánica. Aquí, nos permitirá investigar la naturaleza vectorial de las fuerzas; es decir, que se trata de cantidades físicas que tienen asociadas no sólo una magnitud sino también dirección.

En nuestra práctica determinaremos la magnitud y la dirección de la suma de las fuerzas que actúan en cada sistema tanto gráfica como analíticamente. La aplicación de los vectores en ingeniería usualmente requiere la precisión de las soluciones analíticas, pero el practicar con las soluciones gráficas permitirá entender mejor cómo emplear esta poderosa herramienta.

El paso esencial para identificar las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo es dibujar el diagrama de cuerpo libre. Se trata de un concepto sencillo. Es el dibujo de un cuerpo y de las fuerzas externas que actúan sobre él, sin incluir nada aparte del cuerpo de interés; muestra el cuerpo aislado o liberado de su entorno.

Materiales

• 2 bases de soporte universal

• 2 barras de acero de 60 cm de largo

• 2 barras de acero de 10 cm 2 Nueces

• 2 soportes para dinamómetros

• 1 dinamómetro de 1,0 N

• 1 argolla de metal 1 dinamómetro de 2,0 N

• 1 porta pesas

• 1 juego de pesas

• 1,0 m de cuerda

• Transportador

• Escuadra

Referente teórico

Equilibrio

El equilibrio en un cuerpo se da cuando todas las fuerzas que se aplican sobre él se anulan en el mismo momento. Pensemos que nosotros estamos manejando un auto, el sistema mecánico de éste responde con movimiento según nuestras “indicaciones”. Cuando se apaga el motor del auto, por “indicación nuestra”, todas las fuerzas quedan anuladas, y el auto (cuerpo) en equilibrio.

Fuerzas

La fuerza se manifiesta como una acción capaz de inducir cambios en el comportamiento de un cuerpo, modificando el estado del mismo, pudiendo detenerlo o alterar su desplazamiento si está en movimiento, desplazarlo si está quieto o deformarlo si está fijo.

La estática

La estática proporciona, mediante el empleo de la mecánica del sólido rígido solución a los problemas denominados isostáticos. En estos problemas, es suficiente plantear las condiciones básicas de equilibrio, que son:

1. El resultado de la suma de fuerzas es nulo.

2. El resultado de la suma de momentos respecto a un punto es nulo.

• Estas dos condiciones, mediante el vector, se convierten en un sistema de ecuaciones, la resolución de este sistema de ecuaciones, es resolver la condición de equilibrio.

• Existen métodos de resolución de este tipo de problemas estáticos mediante gráficos, heredados de los tiempos en que la complejidad de la resolución de sistemas de ecuaciones se evitaba mediante la geometría, si bien actualmente se tiende al cálculo por ordenador.

Para la resolución de problemas (aquellos en los que el equilibrio se puede alcanzar con distintas combinaciones de esfuerzos) es necesario considerar ecuaciones de compatibilidad. Dichas ecuaciones adicionales de compatibilidad se obtienen mediante la introducción de deformaciones y tensiones internas asociadas a las deformaciones mediante los métodos de la mecánica de sólidos deformables, que es una ampliación de la teoría del sólido rígido que da cuenta de la deformabilidad de los sólidos y sus efectos internos.

Existen varios métodos clásicos basados la mecánica de sólidos deformables, como los teoremas de las fórmulas de Navier-Bresse, que permiten resolver un buen número de problemas de modo simple y elegante.

debemos tener en cuenta las formulas para torques : F=KX k es una constante.

La estática abarca el estudio del equilibrio tanto del conjunto como de sus partes constituyentes, incluyendo las porciones elementales de material.

Uno de los principales objetivos de la estática es la obtención de esfuerzos cortantes, fuerza normal, de torsión y momento flector a lo largo de una pieza, que puede ser desde una viga de un puente o los pilares de un rascacielos.

Su importancia reside en que una vez trazados los diagramas y obtenidas sus ecuaciones, se puede decidir el material con el que se construirá, las dimensiones que deberá tener, límites para un uso seguro, etc. mediante un análisis de materiales. Por tanto, resulta de aplicación en ingeniería estructural, ingeniería mecánica, construcción, siempre que se quiera construir una estructura fija. Para el análisis de una estructura en movimiento es necesario considerar la aceleración de las partes y las fuerzas resultantes.

El estudio de la Estática suele ser el primero dentro del área de la ingeniería mecánica, debido a que

...