Informe Fisica 2.docx

PRACTICA N° 02 TÍTULO: EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS I. DATOS INFORMATIVOS 1.1.Facultad : INGENIERIA CIVILY AMBIENTAL 1.2.Carrera : INGENIERIA CIVIL 1.3.Curso :FISICA 1 1.4.Ciclo :2 1.5.Estudiante : JHONATAN VELASQUEZ PERALTA 1.6.Fecha : II. OBJETIVOS:

1. Analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo tensado 2. Demostrar la aplicación de las condiciones de equilibrio en los cuerpos rígidos III. FUNDAMENTO TEORICO:

Un cuerpo estará en equilibrio cuando se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. Se dice que un cuerpo está sometido a un sistema de fuerzas, cuando en ella actúan varias fuerzas, sin que cambie su estado. Siempre es posible hallar una fuerza que aplicada al cuerpo produzca exactamente el mismo efecto que todo el sistema. Esta fuerza única, se llama resultante del sistema. Si la resultante del sistema es nula, a pesar de estar aplicadas allí todo un conjunto de fuerzas, entonces el cuerpo permanecerá en equilibrio. Para Matemáticamente podemos representar estas dos condiciones de equilibrio del modo siguiente:  Primera condición: Un cuerpo estará en equilibrio de traslación si la fuerza resultante que lo afecta es nula. .

n

F i=0 ∑⃗ i=1

En las tres componentes rectangulares de las fuerzas. n

n

n

i=1

i=1

i=1

∑ F ix=0 ∑ F iy =0 ∑ F iz=0 En el cual los vectores fuerza formaran un polígono vectorial cerrado.  Teorema de Lamí: SI un cuerpo está en equilibrio sometida a tres fuerzas no paralelas y en equilibrio, se cumplirá que ellas serán coplanares y concurrentes, tal que una es la resultante de las otras, sus vectores representativos forman un triángulo. Asimismo sus módulos estarán en proporción directa con el seno de los ángulos que se oponen a sus correspondientes direcciones. ∝ F1 F F = 2 = 3 sen ∝ sen β sen γ β γ

 Segunda Condición: La suma vectorial de los momentos o torques respecto a un Mismo punto debe ser igual a cero. n

M i=0 ∑⃗ i=1

El cumplimiento de esta condición nos garantiza que el cuerpo no va a rotar. IV. MATERIALES Y EQUIPOS  02 Dinamómetros digitales (0.01 Kg)  01 Balanzas de precisión en 1 g.  01 barra graduada de metal.  01 juego de pesas.  01 transportador 360º  Hilo pabilo  Soporte para las tensiones

V. PROCEDIMIENTO Utilizando la balanza, determinaremos los pesos de los cuerpos, en ese caso el peso del cuerpo y las tensiones que actúan para que se encuentre en equilibrio. Equilibrio de un cuerpo puntual.

TB

TA θ

En la imagen vemos un esquema de equilibrio de un cuerpo puntual hecho por teoría, para ello se pidió demostrar en la práctica

tomando como dato un cuerpo de 1100g, y

nos pidieron calcular las tensione ejercidas por el cable. Para ello haremos lo siguiente: 

Dibujamos el DCL del esquema

∝ θ =124



β =136º

Luego aplicamos Lamí.

F1 F F = 2 = 3 sen ∝ sen β sen γ

 Reemplazando los valores en las fuerzas: t1 t2 w3 = = sen 136 sen 124 sen 100

 De ahí determinamos los valores de t 1 tabla para comparar con el experimental.

y t 2 , para lo cual hacemos la

Masa (g)

Ángulos ∝

1100

100

β 136

γ

Tensión Nº1(Teórica)

Tensión Nº1(dinamómetro)

Tensión Nº2(Teórica)

Tensión Nº2(dinamómetro)

700g

926g

910g

776g

124

En un segundo caso se representó un nuevo esquema de la siguiente forma, en el cual calcularemos una masa w2, si la masa W1=1100g T1

T2

130

T3 140

138º

132º

W1



W2

Aplicamos Lamí en la mitad ,tomando a

t1 , t3 y

W1

t1 t3 w1 = = sen 92 sen 138 sen 130 T1 1100 = sen 138 sen 130 t 1 =1435,97 g

t3 w1 = sen 138 sen 130 t 3 =960.83 g 

Para encontrar el W2 se toma lo mismo en el lado de W2

t2 W2 960.83 = = sen 132 sen 140 sen 88 t2 960.83 = sen 132 sen 140

T2=1292,13g W2 960.83 = sen 132 sen 88

W 2 =831,07g

Masa (g)

Ángulos

1100

∝

β

92

138

Masa (g)

Ángulos

831,07 

γ 130

∝

β

88

132

γ 140

Tensión Nº1(Teórica)

Tensión Nº1(dinamómetro)

1435,97 g

1430g

Tensión Nº2(Teórica)

Tensión Nº2(dinamómetro)

Tensión Nº3(Teórica)

1310g

960.83g

1292,13g

Tensión Nº3(Teórica) 960.83 g

En la tabla se toma la diferencia entre lo experimental y teórico

V.1.

Equilibrio de un cuerpo rígido

TB

TA X1

A

  

X2

X3

X4

B

L/2

Teniendo en cuenta el sistema de equilibrio de cuerpo rígido, haremos uno similar demostrado en la práctica. Primero determinamos las distancias respectivas a los puntos de soportes con una cinta de medida. Diseñamos el sistema en equilibrio utilizando los materiales y equipos a utilizar.

t1

t2

25cm

5cm

10cm

10cm

10cm

700gf

600gf

1100gf

∑ M t =0 1

700gf (25cm)+600gf (30cm)+100gf (50cm)= t 2 (40cm)

t 2 =2262,5 gf

t 1 +t 2=700 gf +600 gf +1100 gf t 1 =137,5 gf  



Calculamos las reacciones de los soportes utilizando la segunda condición de equilibrio respeto a los puntos de los soportes t 1 y t 2 teóricos. Las reacciones que marcan los dinamómetros obtenemos :

t 1 =130 gf

t 2 =2260 gf .

Ahora para el sistema despreciando el peso de la barra.

t1

10cm

t2

20cm

10cm

700gf

20cm

1100gf

∑ M t =0 2

1100gf (10cm)+700gf (40cm)= t 1

t1 t1

+

=

(30cm)

1300gf

t 2 =700 gf +1100 gf

t 2 =1500 gf 

Las reacciones que marcan los dinamómetros obtenemos :

t1 t 2 =510 gf VI.

CONCLUSIONES

= 1290gf

 Luego de realizar las prácticas, vimos que los cuerpos están equilibrados por las fuerzas que en ellas se ejerzan, como las tensiones, su propio peso influye también

para que el cuerpo permanezca en equilibrio, el ángulo es muy

importante resaltar porque en ella se puede analizar que a mayor ángulo que se tome con respecto a una fuerza esta también será mayor.  Quedo demostrado a través de la `practica que si queremos que un cuerpo sometido a la acción de un sistema de fuerzas, esté en equilibrio de rotación debe cumplirse que la suma de sus momentos de todas las fuerzas respecto a un centro arbitrario es nula.

VII.

RECOMENDACIONES

Tener mejores equipos especializados para determinar con mayor precisión los cálculos obtenidos. Tener conocimiento del tema para poder aplicarlas en nuestra realidad y en la práctica de laboratorio. Que el aula de laboratorio tenga un mejor ambiente para la realización de la práctica . VIII.

CUESTIONARIO

1.- De los resultados obtenidos en el análisis teórico y práctico ¿Cuál ha sido el error de los datos? 

Para calcular el error notaremos la siguiente : Error =

Caso 1

valor teorico−valor experimental valor teorico

776 g – 700 g 776 g (t ) ± Error = 0.09g 1 926 g – 910 g Error (t 2) = 926 g (t ) ± Error = 0.02 2 Caso 2 1435,47 g – 1430 g Error (t 1) = 1435,47 g Error (t 1) = ±3.81 g 1292.13 g – 1310 g Error (t 2) = 1292.13 g Error (t 1) =

Error (t 2) = ± 0.01g Caso 3

137,5 gf −130 gf 137,5 gf Error (t 1) = ± 0.05 gf 2262,5 gf −2260 gf Error (t 2) = 2262,5 gf Error (t 2) = ±1.10 gf Error (t 1) =

2.- ¿Cuál ha sido la suma de las dos reacciones de los soportes del sistema de trabajo en el sistema internacional? Para ello haremos por casos Caso 1

t 1 +t 2=776 g+926 g=1702 g 1702 g=1.702 kg=16.67 N Caso 2

t 1 +t 2=1435,47 g+1292,13 g=2727.6 g 2727.6 g=2.7276 kg=26.73 N Caso 3

t 1 +t 2=137.5 gf + 2262.5 gf =2400 gf 2400 gf =2.4 kgf =23.52 N 3.- ¿Cuál ha sido los resultados cuando se despreció el peso de barra? El resultado obtenido fue diferente en las tensiones, al despreciar el peso de la barra porque como vemos la diferente es mucha: Sin el peso de la barra

t 1 =137,5 gf t 2 =2262,5 gf Con el peso de la barra

t1

=

1300gf

t 2 =1500 gf

4.- Hacer una breve descripción acerca de los tipos de palanca

 Palancas de primera clase Son aquellas mecanismos donde el puno de apoyo o fulcro está situado entre la potencia “p” (fuerza de entrada) y en la resistencia “R” (fuerza de salida).Algunos ejemplos son: las tenazas (Ver figura No. 2) , pinzas Kelly, tijeras, perforadoras para dique de goma Ainsworth (Ver figura No. 4), Porta grapas Brewer (Ver figura No. 5)

Fuente: La palanca URL: http://apoyo.usac.gt/wp-content/uploads/2016/07/Palancas-2016.pdf  Palancas de segunda clase En este mecanismo, la resistencia “R” (Fuerza de salida) se localiza entre el punto de apoyo o fulcro y la potencia "P" (Fuerza de entrada). Por ejemplo: los huesos maxilares, la carretilla de mano (Ver figura No. 6), etc. Este mecanismo se puede representar mediante un diagrama, tal como se muestra en la figura No. 7.

Fuente: La palanca URL: http://apoyo.usac.gt/wp-content/uploads/2016/07/Palancas-2016.pdf

 Palancas de tercera clase

Son aquellas máquinas simples en las cuales la potencia "P" (Fuerza de entrada) está situada entre el punto de apoyo y la resistencia "R" (Fuerza de salida), tal como sucede cuando una persona levanta el brazo sosteniendo algún peso, (Ver figura No. 8) Este mecanismo se pueden representar mediante un diagrama, tal como se muestra en la figura No. 9. Entre el instrumental utilizado por un odontólogo, se encuentran las pinzas de presión, en la figura No. 10 se observan varios tipos de estas pinzas.

Fuente: La palanca URL: http://apoyo.usac.gt/wp-content/uploads/2016/07/Palancas-2016.pdf IX.

BIBLIOGRAFIA

Lopez, D. (2016). Palanca. Apoyo a la docencia , USAC. Recuperado el 28 de Enero de 2019, de http://apoyo.usac.gt/wp-content/uploads/2016/07/Palancas-2016.pdf VELASQUEZ, F. A. (1998). PROBLEMAS DE FISICA Y COMO RESOLVERLOS (4 EDICION ed.). (A. E.I.R.L., Ed.) LIMA, PERU: RACSO EDITORES . Recuperado el 24 de ENERO de 2019

ANEXOS