lab condicion d equilibrio

7/30/2019 Lab Condicion d Equilibrio

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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:


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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


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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.


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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.


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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.


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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.


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VI. CUESTIONARIO

5.1 Teniendo en cuenta el dispositivo experimental, haga el diagrama decuerpo libre del punto O donde se unen las 3 cuerdas.


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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


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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.


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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



F2 F2=(0.11)cos 40o i +(0.11)sen 40oj F2=0.084 i +0.071j

F3 F3=-(1.96)j

CASOIII



F2 F2=(0.17)cos 46o i +(0.17)sen 46oj F2=0.38 i +0.32j

F3 F3=-(2.94)j


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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.


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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

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