Experimento Nº6: Estudio de fluidos I

Experimento Nº6: Estudio de fluidos I.

Bastián Olivares, Roberto Rojas

Correos: Bastian.olivares@usach.cl; Roberto.rojas.m@usach.cl;

Resumen:

Introducción:

En esta sesión de laboratorio se realizaron tres montajes distintos con diferentes masas.

El primero consta de un sistema de tres masas y dos poleas, en donde se busca equilibrar el peso de las dos masas exteriores con el peso de la masa interior y medir los ángulos que forman las tensiones en los hilos. El segundo consta de una barra de aluminio con un pasador fijo justo en medio de esta, luego se agrega una masa, distintas entre sí, a cada extremo, para lograr que la barra no gire en torno al eje fijo. El tercero consta de una barra de aluminio, con una polea fija en uno de sus extremos, y se cuelga una masa en una polea por sobre la barra, amarrando un extremo, luego se cuelga una masa en el extremo contrario de la polea fija, en una distancia tal que se logre un equilibrio.

Método experimental:

Los materiales a usar fueron:

Regla metálica de 1 metro [mm]

Barra de aluminio.

Masas de distintos tamaños y densidades.

Poleas

Hilo

Transportador.

Se procedió a ensamblar el montaje 1, adosando 2 poleas a una pizarra metálica y amarrando en serie tres masas distintas, dejando la más pesada al centro, luego se dispusieron las masas de forma que se halle un equilibrio estático. Este experimento se repitió tres veces para así verificar las condiciones de equilibrio estático en sumatoria de fuerzas por eje iguales a cero.

El montaje 2, con una barra de aluminio y 2 masas distintas en cada uno de sus extremos, se busca el equilibrio y se miden las distancias de cada masa hasta el centro de la polea fija, así se busca comprobar el equilibrio en torques igual a cero.

El montaje 3, armado con una barra de aluminio, una masa que cuelga de un extremo y una polea que soporta una masa y tensa la barra hacia arriba. Busca obtener el equilibrio estático y comprobar ambas condiciones de equilibro: torque y fuerzas.

Al final se analizarán 2 herramientas para el montaje 2 y el montaje 3, que funcionen del mismo modo.

Análisis de Datos:

Montaje nº1: Registro de datos para tres montajes en equilibrio estático y verificación de las condiciones de equilibrio estático. Diagrama de cuerpo libre presente en el centro de gravedad de cada masa.

Tabla Nº1: Pesos, ángulos y tensiones:

1 2 3

m_1 g(N) 0,19337 0,078584 0,48939

m_2 g(N) 0,199,86 0,094287 0,48952

m_3 g(N) 0,10443 0,093641 0,28452

α( °) 61 28 56

β( °) 26 41 17

T_1x (N) 0,093748 0,069386 0,27366

T_3x (N) 0,093861 0,070672 0,27209

T_1y (N) 0,16913 0,036893 0,40572

T_2y (N) 0,19986 0,094287 0,48952

T_3y (N) 0,045779 0,061434 0,083186

Seguidamente se comprobaran las condiciones de equilibrio presentes en casa masa del caso 3, por medio de diagramas de cuerpo libre de las masas 1, 2 y 3 respectivamente.

Masa 1: ∑▒〖F_y: 〗 T_1- m_1 g=0,48939-0,48939= 0 [N]

Masa 2: ∑▒〖F_y: 〗 T_1 sen(α)+T_2 sen(β)- mg=0,40572+0,083186-0,48952= -0,00614 [N]

∑▒〖F_x: 〗 〖-T〗_1 cos(α)+T_2 cos(β)=-0,27366+0,27209= -0,00157 [N]

Masa 3: ∑▒〖F_y: 〗 T_3- m_3 g=0,28452-0,28452= 0 [N]

Ahora se pueden

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