El estudio de balance de fuerzas coplanares no concurrentes, aplicando las condiciones de equilibrio para algunos problemas en particular

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD: DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA

EQUILIBRIO DE FUERZAS COPLANARES NO CONCURRENTES

RESUMEN

En la práctica de laboratorio de mecánica, equilibrio de fuerzas coplanares no concurrentes, se estudiaran tres montajes compuestos por sistemas de poleas, pescantes, pesas y cuerdas etc. El fin de cada montaje es lograr que el sistema esté en equilibrio, se calculara los torques en cada montaje para lo cual recurriremos a la descomposición de fuerzas, luego se harán los cálculos pertinentes para cada sistema y se concluirá.

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INTRODUCCION

En un sistema donde actúan fuerzas no concurrentes y está en equilibrio, se deben considerar dos efectos, la traslación, dada por la sumatoria de fuerzas R =∑fi y la rotación, dada por la sumatoria de torques o momentos de fuerzas M = ∑Mi. Todos evaluados respecto a un punto

OBJETIVOS

Estudiar el equilibrio de fuerzas coplanares no concurrentes, aplicando las condiciones de equilibrio para algunos problemas en particular.

MARCO TEÓRICO

FUERZAS NO CONCURRENTES

Son aquellas cuyas líneas de acción no se cortan en un solo punto. Por ejemplo, la resultante de un sistema de fuerzas no concurrentes al actuar sobre un cuerpo:

Lo traslada de un lugar a otro cuando pasa por su centro de gravedad. Lo traslada y lo hace rotar cuando no pasa por dicho centro.

En consecuencia, el efecto de una fuerza depende de la posición de su línea de acción.

Cuando las fuerzas están actuando sobre un cuerpo rígido, es necesario considerar el equilibrio en relación tanto a la traslación como a la rotación. Por lo tanto deben cumplir las siguientescondiciones:1.

La suma de todas las fuerzas debe ser cero (equilibrio detraslación).

∑Fi = 0

La suma de todos los torques con respecto a cualquier punto debe ser cero (equilibrio rotacional)

∑Ʈi = 0

MATERIALES

Aparato de descomposición de fuerzas.

Marco metálico con varillas y pies.

Juego de pesas completo.

4 Porta-pesas de 50 gramos.

Grúa metálica con dinamómetro incorporado.

Trozos de piola.

Pescante metálico.

Nueces dobles.

Nivel de burbuja.

Cinta métrica.

Apoyos.

Collar.

PROCEDIMIENTO

5.1 Procedimiento I

1. Peso del pescante= 2.15N

2. Se hizo el montaje de la figura:

3. Se tomaron las distancias correspondientes:

Distancia AB= 82.8 cm

Distancia AC=50.05 cm

Distancia BC= 93.5 cm

4. Con las distancias anteriores se calcula el ángulo Ɵ, se elabora el diagrama de cuerpo libre para calcular la tensión de la cuerda y la reacción en el apoyo A

5.2 Procedimiento II

1. Se montó el sistema de la figura

3. Se tomaron las distancias correspondientes:

Distancia AB= 82.8 cm

Distancia AC=60.2 cm

Distancia BC= 54.3 cm

4. Con las distancias anteriores se calcula el ángulo Ɵ, se elabora el diagrama de cuerpo libre para calcular la tensión de la cuerda y la reacción en el apoyo A

5.3 Procedimiento III

1. Se montó el sistema de la figura:

2. Se tomaron las distancias correspondientes:

B-1= 0.477 m (L1)

B-2= 0.127 m (L4)

B-3= 0.387 m (L2)

B-4= 0.277 m (L3)

A-B= 0.604 m (L)

Los ángulos del sistema son:

Ɵ= 30°

β= 58°

α= 45°

3. Con los datos anteriores se elabora el diagrama de cuerpo libre para, se calcula el peso del sistema AB, después se encuentra la posición del centro de gravedad del sistema AB y se comprueba que el sistema se encuentra en equilibrio:

6. CALCULOS Y RESULTADOS

6.1 Procedimiento I

Para calcular el ángulo se

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