lab condicion d equilibrio
Post on 14-Apr-2018
221 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
1/12
II. TITULO
PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRO
III. OBJETIVOS
Comprobar experimental, grafica y analticamente, la primera condicin de
equilibrio.
Medir y representar grficamente fuerzas, a partir del dispositivo
experimental que se proporcionara.
Obtener la confirmacin de la primera condicin de equilibrio, que dice:
un cuerpo se encuentra en equilibrio si la fuerza neta que acta sobre l
es igual a 0.
IV. MARCO TEORICO
EQUILIBRIO MECANICO
Es una situacin estacionaria en la que se cumplen una de estas dos
condiciones:
Un sistema esta en equilibriomecnico cuando la suma de
fuerzas y momentos, sobre cada
partcula del sistema es cero.
Un sistema esta en equilibrio
mecnico si su posicin en el
espacio de configuracin es un
punto en el que el gradiente de energa potencial es cero.
La alternativa (2) definicin de equilibrio que es mas general y til(especialmente en mecnica de medios continuos).
DEFINICION BASADA EN EQUILIBRIO DE FUERZAS.
Como consecuencia de las leyes de la mecnica, una partcula en equilibrio no
sufre aceleracin lineal ni de rotacin, pero puede estar movindose a velocidad
uniforme o rotar a velocidad angular uniforme. Esto es ampliable a un solido
rgido.
Las ecuaciones necesarias y suficientes de equilibrio mecnico son:
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
2/12
Una partcula o un solido rgido esta en equilibrio de traslacin cuando: la
suma de todas las fuerzas que actan sobre el cuerpo es cero.
En el espacio se tienen tres ecuaciones de fuerzas, una por dimensin;
descomponiendo cada fuerza en sus coordenadas resulta:
Y como un vector, es cero, cuando cada una de sus componentes escero se tiene.
Un solido rgido esta en equilibrio de traslacin cuando la suma de las
componentes de las fuerzas que actan sobre el cuerpo es cero.
En el espacio tiene las 3 ecuaciones una por dimensin; por un
razonamiento similar al de las fuerzas:
PRIMERA LEY DE MOVIMIENTO
Segn el punto de vista aristotlico que dmino las ideas medievales sobre le
movimiento, los objetos se mueven solo si estn sometidos a una fuerza
responsable de su movimiento. As, un carro que se suelta del caballo que lo
esta arrastrando se para porque no hay ninguna fuerza que lo arrastre. El punto
de vista moderno es que el carro va frenando y se detiene debido a las fuerzasde friccin que se actan sobre el mismo. Este punto de vista se resume en la
primera ley de newton, que establece que
Todo objeto continua en estado de reposo, o de movimiento uniforme rectilneo,
a no ser que sobre el acten fuerzas que le hagan cambiar dicho estado.
Un enunciado equivalente de la primera ley es que si sobre un objeto no actan
fuerzas, o si la suma total de las fuerzas que actan sobre el objeto es nula,
entonces.
Un objeto en reposo sigue en reposo y
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
3/12
Un objeto en movimiento sigue movindose con velocidad constante.
La primera ley se cumple en esta forma solo para medidas efectuadas por
determinados observadores. Una chica montada en un tiovivo ve objetos que sin
esta sometidos a ninguna fuerza neta experimentan movimientos bastante
complicados, mientras que un chico que permanezca quieto sobre el suelo los ve
en reposo o movindose con velocidad constante. Por lo tanto, la primera ley de
Newton, tal como la hemos enunciado, es valida para el chico que esta en
reposo, pero no para la chica. La clave esta en que la chica esta sometida a
aceleracin, ya que su velocidad esta cambiando, y la primera ley de Newton, tal
como lo hemos establecido, no es valida para un observador que se acelere.
La primera ley nos lleva a definir un sistema de coordenadas inercial o sistema
de referencia inercial como aquel en que se cumple la primera ley de Newton.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
La fuerza sobre una partcula es igual a la razn de cambio de su cantidad de
movimiento lineal, mas producto de su masa y de su velocidad:
Si la masa de la partcula es constante, la fuerza es igual al producto de su masa
y de su aceleracin:
Ya indicamos que la segunda ley precisa los trminos fuerza y masa. Una vezelegida una unidad de masa, la unidad de fuerza se define como la fuerza
necesaria para dar a la unidad de masa una aceleracin de magnitud unitaria.
Por ejemplo, el Newton, que es la unidad de fuerza en SI, es la fuerza necesaria
para imprimir a una masa de un Kg. Una aceleracion de un metro sobre segundo
al cuadrado. En principio, la segunda ley da el valor de cualquier fuerza y la
masa de cualquier cuerpo. Sometiendo una masa de un Kg. A una fuerza
arbitraria y midiendo la aceleracion, podemos encontrar con ayuda de la
segunda ley la direccin de la fuerza y su magnitud en newtons. Sometiendo una
masa arbitraria a una fuerza de un newton y midiendo la aceleracion, podemos
encontrar con dicha ley el valor de la masa en Kg.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
4/12
Si se conocen la masa de un partcula y la fuerza que acta sobre ella, con la
segunda ley podemos determinar su aceleracin. Ya aprendimos a determinar la
velocidad, posicin y trayectoria de un punto si se conoce su aceleracin. Por lo
tanto, la segunda ley ayuda a determinar el movimiento de una partcula si se
conoce la fuerza que acta sobre ella.
V. PROCEDIMIENTO
En esta ocasin, usted empleara un par de dinammetros circulares, para
lo cual debe tener las siguientes consideraciones:
Debe calibrar a cero los
dinammetros.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
5/12
Para tener una lectura correcta la
aguja roja indicadora debe hacer
un angulo de 90 con la cuerda de
donde pende las masas.
Instalar el equipo de la siguiente
manera:
Agregando masas en el extremo de la cuerda consiga el equilibrio del
punto O (interseccin de las cuerdas) . figura anterior.
Determine el valor de la masa m, con la balanza, calcule su peso, usando
la formula F= mg (donde : g = 9.8m/s2) y antelos en la tabla n1.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
6/12
Tabla n 1.
CasosMasa (g) Fuerza (N) Angulos
m F1 F2 F3
caso I 0.100 g 0.9 N 0.5 N 0.98 N 130 152 78
caso II 0.200 g 1.7 N 1.1 N 1.96 N 130 150 80
caso III 0.300 g 2.5 N 1.7 N 2.94 N 136 149 75
Mida con el dinammetro las tensiones de las cuerdas (Fuerzas: F1 y F2)
y antelos en la tabla N 1.
Usando el transportador mida los ngulos , y ; ante los valores enla tabla n 1.
Para el caso II y el caso III, vari los valores de la masa m , y/o la posicin
de los dinammetros. Repetir las acciones anteriormente realizadas.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
7/12
VI. CUESTIONARIO
5.1 Teniendo en cuenta el dispositivo experimental, haga el diagrama decuerpo libre del punto O donde se unen las 3 cuerdas.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
8/12
5.2 Compruebe analticamente con el mtodo de descomposicincartesiana si se cumple o no, la primera condicin de equilibrio.
CASO I
=0.79 + 0.32 - 0.98 = 0.13
CASO II
=0.147 + 0.071 1.96 =- 1.742
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
9/12
CASO III
=0.122 + 0.214 2.94 = -2.604
5.4 Teniendo en cuenta el modulo, direccin y sentido de las fuerzas,verifique grficamente si se cumple o no, la primera condicin deequilibrio. Use papel milimetrado y una escala adecuada.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
10/12
5.5 Represente cada una de las fuerzas que actan sobre la barra ennotacin vectorial.
CASOI
Fuerzas (N) NOTACION VECTORIAL
F1 F1=-(0.9)cos 62o i +(0.9)sen 62oj F1=-0.42i +0.79j
F2 F2=(0.5)cos 40o
i +(0.5)sen 40o
j F2=0.38 i +0.32j
F3 F3=-(0.98)j
CASOII
Fuerzas (N) NOTACION VECTORIAL
F1 F1=-(0.17)cos 60o i +(0.17)sen 60oj F1=-0.085i +0.147j
F2 F2=(0.11)cos 40o i +(0.11)sen 40oj F2=0.084 i +0.071j
F3 F3=-(1.96)j
CASOIII
Fuerzas (N) NOTACION VECTORIAL
F1 F1=-(0.25)cos 59o i +(0.25)sen 59oj F1=-0.42i +0.79j
F2 F2=(0.17)cos 46o i +(0.17)sen 46oj F2=0.38 i +0.32j
F3 F3=-(2.94)j
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
11/12
5.7 Cuales son las posibles fuentes de error en este experimento?
Las posibles fuentes de error puede ser la medicin con el dinammetro asi
como tambin el peso del solido ya que le dimos un aproximado de peso 0.100
g. por cada solido.
5.8 Como aplicara este tema en su carrera profesional?
Este laboratorio nos ayuda a poder ser ms exactos en las dimensiones asi
como tambin agilizndonos y as en un futuro ser mucho mas rpido
mentalmente y de forma prctica.
VII. CONCLUSIONES
Cuando un cuerpo est en equilibrio, la resultante de todas las fuerzasque actan sobre l es cero. En este caso, Rx como Ry debe ser 0; es la
condicin para que un cuerpo est en equilibrio.
Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio si y slo si la sumavectorial de las fuerzas que actan sobre l es igual a cero.
Si un sistema fsico se encuentra en equilibrio, se verificara quecualquiera de sus partes componentes tambin lo estar.
Las fuerzas solo se pueden sumar entre s, si ellas estn aplicadas a unmismo punto.
-
7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio
12/12
VIII. BIBLIOGRAFA
http://books.google.com.pe/books?
id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage
&q=primera%20ley%20de%20newton&f=false
http://www.slideshare.net/JMSC1989/equilibrio-mecanico#btnNext
http://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://www.slideshare.net/JMSC1989/equilibrio-mecanico#btnNexthttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=lj5kLw2uxGIC&pg=PA48&dq=primera+ley+de+newton&hl=es&sa=X&ei=DcfGUNvfELK30gGvyIDoDw&ved=0CCsQ6wEwAA#v=onepage&q=primera%20ley%20de%20newton&f=falsehttp://www.slideshare.net/JMSC1989/equilibrio-mecanico#btnNext
top related