INFORME 7 FISICA PRACTICA

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5]OBJETIVOS

INTRODUCCIÓN

El centro de gravedad también conocido como centro de balance o centro de equilibrio es el punto de un cuerpo en el cual se aplica la resultante de todas las fuerzas de gravedad, estando así concentrada toda la masa de un cuerpo, esto afecta a los diferentes puntos que conforman el cuerpo, es decir, donde se es ejercido el peso (1).

El equilibrio por otra parte es cuando el cuerpo esta en reposo o se encuentra en movimiento en línea recta con velocidad constante, cuando en un cuerpo no actúan fuerzas o actúan varias cuya sumatoria es nula, se dice que el cuerpo está en equilibrio. Para que un objeto se encuentre estático el equilibrio va a depender del peso y la reacción cuando se desplaza el cuerpo (1).  

En el presente trabajo se abarcarán conceptos sobre el centro de equilibrio, así como su determinación de manera experimental y analítica cuando este presenta una densidad constante, por ultimo se presentarán las conclusiones y las referencias bibliográficas que nos sirvieron para la investigación del informe.

.

[pic 6]

El centro de equilibrio, de balance o de gravedad es un punto de un determinado objeto o cuerpo en donde se efectúa la fuerza de gravedad que actúa sobre dicho objeto (2). Entre las características de este centro o punto, encontramos (3):

• Este punto, como su nombre lo dice, permite el equilibrio del objeto.
• Es el sitio en el que los momentos de equilibrio de los 3 ejes perpendiculares equivalen a 0.
• Es el punto en el cual el objeto gira alrededor en el espacio.
• Este punto no siempre se encuentra en el centro del objeto, pues existen cuerpos con mayor peso que otros. Por ejemplo, un martillo o una escoba, objetos en los cuales un extremo tiene más peso que el otro, por lo que el centro de equilibrio estará más cerca al extremo con mayor peso.
• El punto de gravedad no se encuentra dentro del cuerpo necesariamente. Por ejemplo, el centro de equilibrio de una esfera hueca.

Así mismo, es importante considerar que el centro de gravedad de un objeto debe “caer” dentro de su base. Si este cae fuera, el objeto se volcará (4).

[pic 7]

Figura 1: El objeto volverá a su posición de estabilidad si el centro de equilibrio no cae fuera de la base.[pic 8]

Figura 2: El objeto se volcará si el centro de equilibrio cae fuera de la base.

A pesar de esto, existen formas en las que podemos aumentar la estabilidad del cuerpo. Estas son: poniendo peso en la base, de modo que el centro de gravedad baje; agrandando la base; o anclar el cuerpo al suelo (4).

[pic 9]

Figura 3: El centro de equilibrio baja con respecto al cuerpo, y así cae sobre la base.

[pic 10]

Figura 4: La base del objeto, al ser más grande, permite que el centro de equilibrio caiga sobre esta.

[pic 11]

Figura 5: Si el objeto se encuentra anclado al suelo, este no se volcará.

Ahora, para hallar el centro de gravedad en figuras geométricas de forma experimental, debemos realizar lo siguiente (5):  

Necesitaremos:

• Una pizarra de corcho
• Un chinche
• Hilo
• Un objeto no muy pesado que pueda ser amarrado a la tachuela (por ejemplo, una memoria USB)
• Las figuras geométricas que utilizaremos (por ejemplo, un triángulo, un cuadrado y un pentágono)

El procedimiento es el siguiente:

1. Amarraremos la memoria USB al hilo, y el hilo lo amarraremos al chinche.
2. [pic 12]Pondremos la figura geométrica sobre la pizarra de corcho, y la pegaremos insertando el chinche en alguno de los puntos, quedando de la siguiente manera:

Figura 6: El triángulo se encuentra pegado a la pizarra por acción del chinche.

1. De este modo, el hilo representa una línea vertical por la cual se encuentra el punto de gravedad de la figura. Trazaremos con un lápiz esta línea vertical.
2. Repetiremos el proceso, pero con otro extremo de la figura.
3. Así, al trazar la segunda línea, hallaremos un punto de intersección, el cual será el centro de equilibrio o gravedad.  
4. Repetimos el experimento con las otras dos figuras geométricas.

[pic 13]

Para hallar el centro de gravedad de tres figuras geométricas, seguiremos el siguiente procedimiento (3): Necesitaremos plasmar el sistema en el eje de coordenadas (eje de las abscisas y ordenadas) y así, conociendo el punto de atracción gravitatoria de las figuras (determinado por la intersección de las diagonales internas de la figura) y el peso de las mismas, emplearemos las siguientes fórmulas:

[pic 14]

[pic 15]

Siendo W1, W2, …, Wn el peso de las figuras; X y Y la abscisa y ordenada, respectivamente, del centro de equilibrio del sistema de figuras, y X1 o Y1, la abscisa y ordenada, respectivamente, del peso de cada figura.

...