CONDICIONES DE EQUILIBRIO OBJETIVOS

CONDICIONES DE EQUILIBRIO

OBJETIVOS:

• Establecer experimentalmente las condiciones de equilibrio en una barra.
• Establecer experimentalmente la dependencia de la Fuerza F y la distancia “ x “ respecto al eje de giro.

INTRODUCCIÓN:

        Las fuerzas son concurrentes cuando sus líneas de acción se corta en un solo punto, llamado punto de concurrencia. Las fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas líneas de acción no se cortan en un solo punto.

        Para que un cuerpo rígido esté en equilibrio deben cumplirse dos condiciones. Primera, la resultante de las fuerzas debe ser cero. Segunda, la suma de los momentos de torsión respecto a cualquier punto debe ser cero.

        La primera condición, en términos de las componentes, es

 ΣFx= 0                ΣFy= 0                 ΣFz= 0                (1-1)

La segunda condición es

        Σt0 = 0        Alrededor de cualquier punto        (1-2)

El momento de torsión debido al peso de un cuerpo puede obtenerse suponiendo que el peso se concentra en el centro de gravedad.

MATERIALES Y EQUIPO:

• Balanza digital
• Portarmasas de 50 g
• Barra de equilibrio
• Dinamómetro
• Soporte
• Pinza con gancho
• Barra de 50 cm
• Cinta métrica

ESQUEMA:

[pic 1]

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1.         Utilizando la balanza digital establecer la masa de la barra.

        m = ( 41,5 ± 0,1) g.

1.         Medir la distancia “ d " desde donde se coloca el Portamasas hasta el punto de apoyo.

        d = (18,0 ± 0,1) cm.

1.         Medir la masa de Portamasas.

        M = ( 10,1 ± 0,1) g.

1.         Armar el equipo como muestra el esquema.
2.         Todas las mediciones se harán cuando la barra se encuentre en posición horizontal.
3.         La posición del dinamómetro debe ser perpendicular a la barra.
4.         Comenzando por el extremo derecho de la barra establecer el valor de la posición del         dinamómetro respecto al eje de giro (centro de la barra).
5.         Leer el valor que indica el dinamómetro para la respectiva distancia “ x “.
6.         Repita los pasos 5, 6, 7 y 8 del procedimiento experimental para las demás distancias “ x “.
7.         Registre sus datos en la TABLA1.

        TABLA1                

ANALISIS DE LOS DATOS EXPERIMENTALES:

1. Utilizando los datos de la TABLA1, establecer el valor del momento de torsión para cada caso.
2. Registre sus valores en la TABLA2.

TABLA2        

1. Utilizando una estimación de carácter interna o estadística, calcule el valor mas probable del momento de torsión, (promedio aritmético) y su incertidumbre ( desviación estándar). Utilice la TABLA2.

                                Sx = √  ∑ (x₁ - x₀)

                                             √       n-1[pic 2]

                                Sx = √  27,42            Sx = 2,34

...