2 informe de mecanica de solidos

8/17/2019 2 Informe de Mecanica de Solidos

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ESTATICA SEGUNDA CONDICON DEL EQUILIBRIO

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ESTÁTICA, SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

1. INTRODUCCIÓN

En este laboratorio, haremos práctica de los conocimientos aprendidos en las clases

teóricas buscando un equilibrio con los materiales que nos entregara el profesor,

además de ello tendremos que transformar a Newton usando sensores de fuerza

hallaremos en el data los resultados y tendremos ue verificar con nuestros datos

teóricos, así hallaremos un porcentaje de error que siempre va haber.

Trataremos que esta experiencia en el laboratorio nos beneficie y ver en qué

momento aplicar lo que es estática y equilibrio que es igual a decir momento o torque.

2. OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente la segunda condición de equilibrio, para fuerzas

coplanarias no concurrentes.

Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los

procedimientos teóricos dados en clase y establecer las diferencias.

Determinar relaciones matemáticas entre las variables físicas que interviene en

un experimento.

3. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Computadora personal con programa Data Studio instalado

Interfase Power Link

Sensor de fuerza

Pesas de 0.5 N (6)

Varillas (1)

Bases soporte (2)

Palanca con cursor y manecilla

Nuez doble

Transportador

Regla

Calculadora


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FIG.1 BASES SOPORTES.Estas se pueden acoplar o unirMediante varillas, su función principalsería el de soportar y mantener estático lasvarillas con las que se realizara elexperimento.

FIG.2 Interfase USB Link. Es el dispositivoque se encarga de acoplar los sensores ala computadora siendo más específicospara poder tomar datos en el Data studio.

FIG.3 La regla y el sistema de equilibrio.Este instrumento nos ayuda a nosotros averificar que la regla este en un equilibrio y

siempre en forma horizontal ya que alponer los pesos la regla se desbalancearay todo esto sujeto por una nuez comoapreciamos en la parte de al fondo.


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FIG.4 Sensor de fuerza. Este dispositivo nospermite conocer la fuerza que algún cuerpo,

en este laboratorio será de mucha utilidad.

4. FUNDAMENTO TEORICO

Estática segunda condición deequilibrio

Momento o Torque de unafuerza

Es la capacidad queposeen las fuerzas para

producir rotación

Teorema de Varignon

El momento resultante de dos o más fuerzasconcurrentes respecto a un punto cualquieradel cuerpo afectado es igual a la suma de losmomentos de cada fuerza respecto al mismo

punto.

Segunda condición de equilibrio

Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio derotación se deberá cumplir que la suma de los momentosde las fuerzas aplicadas con relación a cualquier punto

de dicho cuerpo debe ser nula


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5.- PROCEDIMIENTO

5.1.-MOMENTO DE UNA FUERZA O TORQUERealizar el montaje como muestra la quía de laboratorio.

Hacer el montaje de los casos mostrados en las figuras


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Para poder llenar la tabla se tuvo que modificar el montaje constantemente


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TABLA 1

PRIMER CASO SEGUNDO CASO TERCER CASO

F1 N 1,0 1,0 1,0 0,5 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0

I1 cm 20 10 6 20 12 20 8 10 10

IF cm 20 20 20 20 20 20 20 10 6

F N 0,98 0,46 0,29 0,49 0,58 1,50 0,37 0,98 1,7

I1.F1 N.cm 20 10 6 10 12 30 8 10 10

IF.F N.cm 19,6 9.2 5.8 9,8 11,6 30 7,4 9,8 10,2

ErrorM

% 2 8 3,33 2 3,33 0 7,5 2 2

CAPTURAS DE LA EXPERIENCIA

Fuerza obtenida en el sensor


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5.2.- MOMENTO DE UNA FUERZA CON VARIAS FUERZAS APLICADAS

Realizar el montaje como muestra la guía de laboratorio.


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Hacer el montaje de los casos mostrados en las figuras



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TABLA 2

PRIMER

CASO

SEGUNDO

CASO

TERCER

CASO

CUARTO

CASO

F1 N 0,5 0,5 0,5 0,5

F2 N 0,5 1,0 1,0 1,0

F3 N 1,0 1,5

F N 0,86 1,32 2,73 1,99

I1 cm 6 8 6 6

I2 cm 18 20 14 10

I3 cm 20 18

IF cm 14 18 14 20

.Ii.Fi N.cm 11.86 25,13 36.98 41.30

IF.F N.cm 12.04 23,76 38.22 39,8

ErrorM % 1.49 5.76 3.24 3.77

CAPTURAS DE LA EXPERIENCIA

Fuerza obtenida en el sensor


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5.3.- PALANCA DE UN SOLO BRAZO

Realizar el montaje como muestra la quía de laboratorio, además medir el peso de laregla en equilibrio (P) con el sensor de fuerza



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TABLA 3

F1(N) F2(N) F3(N) P(N) FMEDIDA(N)

Fi N 0,92 1.12 1,35 1,44 1,76

Ii cm 11 29 41 20,5 41

Ii .Fi N.cm 10,12 32,48 55,35 29,52MMEDIDO124,52

M0N.cm 127,47 E(%) 2,31

CAPTURAS DE LA EXPERIENCIAFuerza obtenida en el sensor


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5.4.- REACCIONES DE UN PASADOR

Hacer el montaje según se muestra en la figura, determinar el Angulo



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TABLA 4

F1 F2 F3 P FMEDIDA

Fi N 1,01 1,27 1,30 0,86 2,10

Ii cm 11 29 41 20,5 41

Fi. Ii N.cm 11,11 36,83 53,3 17,63FNETA86,1 =60

M0 = Fi. Ii 118,87MMEDIDO120,54

% ERRORM

1,4

CAPTURAS DE LA EXPERIENCIAFuerza obtenida en el sensor


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5.-CUESTIONARIO

5.1 Con respecto al proceso Momento de una fuerza o torque responda:5.1.1 ¿Qué es momento de una fuerza o torque?

Se llama torque o momento a la capacidad de dicha fuerza para producir una rotación

o giro alrededor de un punto.

5.1.2 ¿Qué es brazo de palanca?

Brazo de palanca es una distancia efectiva para aplicar una fuerza respecto a unpunto determinado. Esta distancia sirve como factor de amplificación de fuerza activacomo en el caso de la palanca.

5.1.3 El brazo de palanca I1 ¿Esta en relación inversamente proporcional con lafuerza F1? Explique.

Si porque al aumentar la longitud de la palanca disminuirá la fuerza.

5.1.4 ¿A mayor carga F1 entonces mayor fuerza F2? Explique.

Si es verdad ya que a toda la fuerza aplicada a un cuerpo se le opone una reaccióndel mismo modulo pero en sentido contrario lo cual cumple con la primera condiciónde equilibrio.


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5.1.5 Dibujar el D.C.L. de la regla para todos los casos

5.1.6 ¿Por qué no se consideró el peso de la regla de equilibrio en elexperimento? Justifique su respuesta.

No se consideró su peso ya que la regla ya se encuentra en equilibrio porque se

engancha desde su centro de gravedad hacia el sujetador.


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Cuarto Caso

5.1.7 ¿Un cuerpo que no gira esta en equilibrio? ¿Qué tipo de equilibrio es elque se realiza en la experiencia?

Si es verdad ya que se le consideraría como partícula que cumple la primeracondición de equilibrio. Pero si se le considera como un cuerpo rígido se debe cumplir

la primera y la segunda condición de equilibro.

5.1.8 ¿Se puede hablar de equilibrio sin antes haber elegido un sistema dereferencia? Justifique su respuesta.

No se podría ya que es necesario tener un nivel de referencia para así llevar acabonuestro sistema, ósea se debe tomar en cuenta su punto de apoyo.

5.1.9 Se puede dar alguna relación matemática en la tabla utilizando los valoresobtenidos. ¿Cuál? Demuestre matemáticamente.

Si se podría dar una relación en los tres casos de torque: como por ejemplo caso amayor distancia de brazo se necesita menor fuerza (N):

Caso 1: = 1,0 20 = 20 = 1,0 10 = 10 = 1,0 6 = 6 5.2 Con respecto al proceso Momento de una fuerza con varias fuerzasaplicadas responda:5.2.1 Dibujar el D.C.L. para el caso 4

5.2.2 ¿Qué es centro de gravedad?

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todaslas fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un

cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultanteaplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos detodas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_resultantehttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_resultante


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∑ = 0

5.2.3 ¿La línea de acción del peso de cualquier cuerpo se aplica necesariamenteen el centro geométrico del mismo? Justifique su respuesta.

Si se podrá porque el centro de equilibrio de dicho cuerpo y no necesariamente debeestar ubicado en el interior del cuerpo sino también en el exterior, pero en cuerpos

homogéneos su centro de gravedad es limitado de dicho cuerpo.

5.2.4 ¿Un cuerpo sin ningún punto de apoyo puede girar aplicándole una fuerzalejos de su centro de gravedad? Justifique su respuesta.

No se podría ya que los cuerpos necesariamente necesitan un punto de apoyo.

M = momento

L = longitud = = 0 = 0 F = fuerza = x

5.3 Con respecto al proceso Reacciones en un pasador responda:5.3.1 Halle la reacción en el pin 0 (Magnitud y dirección)

=2,48cos5041=65,35 Por lo tanto la magnitud de reacción es 65,35 con un ángulo de 0 grados y ladirección es en sentido opuesto a la fuerza aplicada.

5.3.2 La reacción ¿Pasa por la línea de acción de la fuerza? ¿Por qué?

Si concurren en la línea horizontal ya que son paralelos a la línea de acción.

7. PROBLEMAS

Problema 01. Dos jóvenes empujan la reja como se muestra. Si el joven situado en Bejerce una fuerza de FB=30 lb, determine la magnitud de la fuerza FA que el jovenubicado en A debe ejercer para impedir que la reja gire. Ignore el espesor de la reja.


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Respuesta: 28,77 el joven en A tendrá que aplicar esta fuerza si desea que nose mueva la reja

PROBLEMA 2: La fuerza F= (1600i+300j-600k) N actúa en el extremo de la vida.Determine el momento de la fuerza con respecto al punto A.

|| = 1600 +300 +600 || =1513.27

=1513.27(−0.2−1.2+0√ 0.2 +1.2 + 0)

= −248.08−1488.46

|| = 248.08 +1488.46

|| =1508.99 .


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8.- CONCLUSIONES:

Al aplicar el momento o torque debe existir un punto de referencia para obtenerdatos exactos de las fuerzas aplicadas de dicho objeto.

Las fuerzas deben ser iguales en ambas partes respecto al punto de referenciapara conseguir el equilibrio.

Al hallar los valores teóricos y obtener los resultados en la práctica obtuvimosun margen de error mínimo.

La fuerza medida en las pesas sin llegar al equilibrio varia respecto al tiempo. Este laboratorio sirvió para comprobar experimentalmente lo sabido por teoría.

Se ha probado que la resultante de dos fuerzas concurrentes es igual enmódulo y dirección, más no en sentido que la fuerza que puede equilibrar elsistema.

La suma de los momentos en sentido horario es igual a la suma de losmomentos en sentido anti horario respecto a un mismo punto de giro.

9.- OBSERVACIONES:

Se observó que los instrumentos no están haciendo una lectura casi eficiente. Uno delos instrumentos estaba mal (el cable conector USB del power link) Los alumnos de la mesa 3 no trabajan con seguridad, seriedad ya que esto distrae la

concentración en el trabajo de las demás mesas. Los resultados obtenidos es relativamente con lo esperado.

10.- BIBLIOGRAFIA

Tecsup. (2015). Guía de Laboratorio de Ondas y Calor 2015-1. Perú.
http://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtml

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