11 Fuerzas paralelas..

11 Fuerzas paralelas.

Álvarez P1., Rodríguez A2., Valdés N3

Abstract

The practice consisted of checking the conditions of equilibrium of a rigid body and calculate the position of the center of mass of the body subjected to a set of forces, to do this we used a system in which by means of a rule that it hangs from one or two dynamometers was found the position of the center of mass of the body subjected to a set of forces; the sum of forces as the torques must be equal to zero.

Keywords: Parallel Forces, Rigid body, Torque

Introducción

Las fuerzas paralelas son aquellas que actúan sobre un cuerpo rígido con sus líneas de acción en forma paralela. Existen 2 tipos de fuerzas paralelas: De igual sentido y de distinto sentido. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud pero de sentido contrario actúan sobre un cuerpo, se produce un “par de fuerzas” en el que el resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas componentes, este par de fuerzas produce siempre un movimiento de rotación.

Dentro de las formulaciones de Steven (1548 - 1620) se establece que el movimiento de un punto es igual al momento de su resultante respecto al mismo punto. Se introduce el concepto de torque; el torque ejercido por una fuerza es la propiedad que tienen las fuerzas de hacer girar un cuerpo rígido respecto de un punto que se supone fijo. Esta cantidad depende de la magnitud de la fuerza aplicada y de su posición con respecto al punto fijo de rotaciones. Los efectos de la rotación se encuentran frecuentemente en la vida cotidiana, cuando se realizan actividades deportivas, cuando se sube por una escalera apoyada en la pared, cuando se desea soltar una tuerca de un tornillo, etc.[pic 1]

Para el desarrollo de la practica se emplearán las siguientes ecuaciones.

Teniendo en cuenta la condición de equilibrio tenemos que:

[pic 2]

La segunda condición de equilibrio para momentos indica que:

[pic 3]

Para determinar el valor teórico del punto de equilibrio se empleará la siguiente ecuación.

[pic 4]

Materiales y métodos

Para el laboratorio se utilizó una regla con longitud de un metro, la cual fue pesada con una balanza expresada en gramos. Se realizó un sistema de fuerzas paralelas donde la regla se colgó por medio de dos dinamómetros, puestos en dos soportes universales, uno en cada esquina y cuatro fuerzas en diferentes posiciones y con diferentes pesos, para esto es importante poner cuatro cuerdas del mismo tamaño y un porta pesas en cada una de estas cuerdas e ir agregando el peso deseado teniendo cuidado que la regle esté totalmente recta.

Para hallar el centro de equilibrio del sistema, se colgó la regla del centro con un dinamómetro y se ubicaron las fuerzas de tal forma que la regla se mantuviera rígida en un solo punto como se muestra a continuación:

Figura Nº 1: Centro de equilibrio de la regla con cuatro fuerzas diferentes.

[pic 5]

Fuente: Álvarez P., Rodríguez A., Valdés N

Los datos obtenidos se registraron en una tabla de fuerzas, magnitud, posición y momento.

Siguiente a eso se utiliza la regla como viga y los dinamómetros como puntos de apoyo. Se colocó tres fuerzas distintas repartidas de acuerdo a la posición dada en los dinamómetros, se midieron las reacciones en los apoyos, las cargas, sus posiciones como se muestra en la siguiente imagen.

Figura Nº 2: Sistema que se realizó con tres fuerzas y la regla como viga.

[pic 6]

Fuente: Álvarez P., Rodríguez A., Valdés N

Resultados

A continuación, se tabulan los datos obtenidos en la práctica de laboratorio y se realizan los correspondientes cálculos aplicando la teoría.  

Tabla N° 1: Cuatro fuerzas ubicadas a distintas distancias

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