practica de laboratorio no 07 estatica, equilibrio de fuerzas

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

1. TITULO:

ESTATICA, EQUILIBRIO DE FUERZAS

2. OBJETIVO: Comprobar el equilibrio de un sistema de fuerzas, para cinco casos

diferentes.

3. MATERIAL UTILIZADO:

3 Soportes universales

1 Transportador

1 Pinza de sujeción

1 Cuerda de hilo de 1,5 mts de largo

1 Juego de pesas, de diferentes valores

2 Poleas fijas

1 Regla de 1,0 mts de largo

1 Doble nuez




4. DISEÑO Y MONTAJE DEL EXPERIMENTO

5. PROCEDIMIENTO

a. Montar el sistema mostrado en la figura.

b. Dibuje sobre el papel el diagrama correspondiente a las longitudes y ángulos para caso propuesto.

c. Los ángulos entre las cuerdas se miden mediante el transportador

d. Compruebe si el sistema esta en equilibrio, empleando un sistema cartesiano, aplicando las ecuaciones citadas en clase, recordando que no se están considerando los rozamientos de las poleas, entonces, por lo tanto se tendrá que:

W1 = T1 = F1 ; W2 = T2 = F2 ; W3 = T3 = F3.

e. Cambie o varié los valores de W1, W2, y W3, efectuando cinco combinaciones diferentes a saber:

a) W1 = W2 = W3, b) W1 = W2 ≠ W3, c) W1 ≠ W2 = W3 d) W1 ≠ W2 ≠ W3,

e) W1 ≠ W3 = W2. En cada caso utilice las ecuaciones planteadas en 4.




6. REGISTRO Y TOMA DE DATOS

TABLA No. 1

CASOS F1 F2 F3 Ө1 Ө3 FR

1

2

3

4

5

TABLA No. 2

CASOS F1 (N) F3 (N) Ө1 Ө2 Ө3 FR (N)

1

2

3

4

5




7. CALCULOS

a. Con los datos experimentales obtenidos llene el siguiente cuadro, parea facilitar el desarrollo de su informe.

b. Para cada uno de los casos que se plantean, se puede construir un polígono cerrado como se muestra en la figura, y comprobar la ley del seno y teorema del coseno:

8. GRAFICA



Jorge Enrique Pinzón Quintero 9. CALCULOS

F1 = F3 = F2

Sen α3 Sen α1 Sen α2

α1 = 90° - Ө1

α2 = Ө1 + Ө3

α3 = 90° - Ө3

Teorema del Coseno

FR = F1² + F3² - 2 F1F3 Cos (Ө2)

Teorema del Seno

F1 = F2 = F3

Sen Ө1 Sen Ө2 Sen Ө3

FR = Sen Ө2 . F1

Sen Ө3

FR = Sen Ө2 . F3

Sen Ө1




10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

TEORIA: Consultar los libros:

Holliday y Resnisck Vol. I

Alonso Finn Vol. I

Mecánica – Calor y Sonido. Zears Vol. I

Frederick Bueche Vol. I

Fisica General. Sears y Zemansky




11. CUESTIONARIO

1) Calcular para la fuerza de la figura y tomando 1 cm = 5 N:

a) Hallar gráficamente las componentes horizontal y vertical.

b) Verificar analíticamente.

2) Utilizando el método de descomposición rectangular, hallar la resultante y el ángulo que forma con la dirección positiva del eje x, de las siguientes fuerzas:

- 200 N en el eje x dirigida hacia la derecha

- 300 N, 60° por encima del eje x, hacia la derecha

- 100 N, 45° sobre el eje x, hacia la derecha

- 200 N en la dirección negativa del eje y

3) Dos fuerzas F1 y F2 actúan sobre un punto, F1es de 8 N y su dirección forma un ángulo de 60° por encima del eje x en el primer cuadrante, F2 es de 5 N y su dirección forma un ángulo de

53° por debajo del eje x en el cuarto cuadrante, determinar:

a) Las componentes de la resultante.

b) La magnitud de la resultante.

c) La magnitud de la diferencia F1 - F2.

4) ¿Puede estar un cuerpo en equilibrio cuando sobre él actúa una fuerza?.

5) Un globo se mantiene en el aire sin ascender ni descender. ¿Está en equilibrio?, ¿qué

fuerzas actúan sobre él?.

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