Fisica II- EQUILIBRIO ESTÁTICO Y ELASTICIDAD

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y MATEMÁTICAS

SECCIÓN DE FÍSICA

ASIGNATURA: FÍSICA II

CICLO II- 2011

REPORTE DE LABORATORIO N°: 1

TEMA: EQUILIBRIO ESTÁTICO Y ELASTICIDAD

GRUPO LAB: 03 DÍA: MARTES HORA: 3:00 PM

INSTRUCTORA: Luis Eduardo Benítez

MIEMBROS DEL GRUPO

N° APELLIDOS NOMBRES CARNET

1 Rivas Guerrero Jonathan Wilfredo RG09007

FECHA DE ENTREGA: 27/MAR/2,012.

EXPERIMENTO Nº 1

“APLICACIONES DE LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO MECÁNICO”.

VARIABLES DE INTERÉS

mv = masa de la varilla.

P = peso conocido.

rp = distancia desde el punto de apoyo al punto de aplicación del peso conocido.

Wv = peso de la varilla.

rw = centro de gravedad de la varilla pequeña.

θ = ángulo formado por la tensión del cordel y la varilla pequeña.

rT = distancia desde el punto de apoyo al punto de aplicación de la tensión del cordel.

HOJA DE RESULTADOS

mv = 0.1078 kg

P = 1.960 N

rp = 0.2910 m

rT = 0.2450 m

Wv = 1.056 N

rw = 0.1525 m

θ = 47.10°

MONTAJE EXPERIMENTAL

MATERIAL Y EQUIPO

Base soporte

Cinta métrica

Varilla soporte

Escuadra de 45° Peso conocido

Balanza gravimétrica

Varilla pequeña

Cordel

ESQUEMA DEL EQUIPO ARMADO

ANÁLISIS DE RESULTADOS

D.C.L (para torcas)

Aplicando la segunda condición del equilibrio:

∑τ= 0

τ_T-τ_V-τ_p= 0

τ_T= τ_V+τ_p

r_T T sin⁡θ= r_w W_v+r_p P

T= (r_w W_v+r_p P)/(r_T sin⁡θ )

T= ((0.1525 m)(1.056 N)+(0.291 m)(1.960 N))/((0.245 m)sin⁡〖(47°)〗 )

T= 4.082 N

D.C.L (para fuerzas)

T = 4.082 N

Aplicando la primera condición del equilibrio: ∑F=0

Implica que:

∑F_x= 0

R_x-T_x= 0

R_x= T_x

R_x= T cos⁡θ

R_x= (4.082 N)cos⁡〖(47°)〗

R_x= 2.784 N

∑F_y= 0

R_y+T_y-W_v-P= 0

R_y= W_v+P-T_y

R_y= W_v+P-T sin⁡θ

R_y= 1.056 N+1.960 N-(4.082 N) sin⁡〖(47°)〗

R_x= 0.031 N

R^2=R_x^2+R_y^2

R=√(R_x^2+R_y^2 )

R=√(〖(2.784 N)〗^2+〖(0.031 N)〗^2 )

R=2.784 N

DISCUSIÓN

Para encontrar la tensión que se genera en el cordel debido a la fuerza del propio peso de la varilla pequeña y el peso colgado en la misma, fue necesario aplicar la segunda condición del equilibrio teniendo en cuenta que solamente la tensión genera un torque positivo en el punto “o”. Debido a que en el punto de apoyo están actuando las fuerzas del sistema, en este punto se genera una reacción para mantener el sistema en equilibrio estático, para conocer el valor de esta reacción se aplico la primera condición del equilibrio, teniendo en cuenta que ya se conocía el valor de la tensión.

CONCLUSIÓN

Cada fuerza aplicada sobre un punto en un cuerpo, que no sea el centro de gravedad genera un torque, en el experimento realizado las fuerzas evidentes que generarían torque son el peso de varilla pequeña y el peso colgado, para que el sistema este en equilibrio fue necesario aplicar una fuerza de tensión desde cierta distancia del punto de apoyo, lo que también genero una fuerza de reacción en ese punto.

CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO 1

Defina centro de gravedad de un cuerpo.

Es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.

¿Donde se ubica el centro de gravedad de un cuerpo simétrico y homogéneo?

El centro de gravedad de un cuerpo simétrico y homogéneo se encuentra en su centro geométrico.

¿Dónde se ubica el centro de gravedad en los cuerpos NO simétricos?

El centro de gravedad de un cuerpo no simétrico se encuentra cerca del lugar donde se encuentra concentrada la mayor cantidad de masa.

Explique cómo encontró el centro de gravedad de la varilla en la práctica.

Para encontrar el centro de gravedad de la varilla (considerando esta como un objeto simétrico) se midió la longitud de la misma, se sabe que el centro de gravedad en un cilindro está ubicado en su centro geométrico, en este caso a la mitad de la longitud de su eje de simetría.

Defina el concepto de momento o torque producido por una fuerza

Es la tendencia de una fuerza a hacer rotar a un objeto alrededor de algún eje, dicha fuerza se aplica a cierta distancia del eje de rotación, ya que si se aplicase en el eje de rotación esta fuerza no produciría torque.

Mencione y explique las condiciones necesarias para que un cuerpo este en equilibrio.

La primera condición del equilibrio indica que la suma vectorial de cada fuerza que actúa sobre un cuerpo debe ser cero. La segunda condición del equilibrio establece que un cuerpo está en equilibrio si la suma de todos los torques que actúan sobre dicho cuerpo es cero, en otras palabras, para estar en equilibrio estático, un cuerpo en reposo debe satisfacer ambas condiciones del equilibrio: no tener la tendencia a acelerar como un todo, ni empezar a girar.

¿Qué condición del equilibrio resulta más fácil utilizar para encontrar la tensión en el cordel?

Para encontrar la tensión del cordel resulta más fácil utilizar la segunda condición del equilibrio, ya que la tensión al estar aplicada a

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