Informe De Laboratorio De física - Equilibrio De Fuerzas

IMFORME N° 1, SEMESTRE I - 2013

DE: SALAS GUTIERREZ ROMEL JHYMY

E.P. DE INGENIERIA GEOLOGICA

GRUPO: 119

PARA: LUCIO ELIAS FLORES BUSTINZA

ASUNTO: ENTREGA DE INFORME DE LABORATOIO ¨EQUILIBRIO DE FUERZAS¨

FECHA:DE ENTREGA

………………………..PARA HACERLE LLEGAR EL IMFORME DE LABORATORIO REALIZADO EL DIA 25 DE MAYO – 2013 QUE MUESTRA LO SIGUIENTE:

PRIMERO:

EQUILIBRIO DE FUERZAS

I. OBJETIVO:

 Comprobar la primera condición de equilibrio para un sistema de fuerzas concurrentes en un punto.

 Comprobar la segunda condición de equilibrio para un sistema de fuerzas que actúan en diferentes puntos de aplicación.

II .MARCO TEORICO:

Primera Ley de Newton:

La primera ley de newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido al estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende del cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el boletero viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el boletero se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como “Sistema de Referencia Inerciales”, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

La primera Ley de Newton se enuncia como sigue:

“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él”.

Considerando que la fuerza es una cantidad vectorial, el análisis experimental correspondiente a las fuerzas requiere herramienta del algebra vectorial. Ello implica el conocimiento de la suma de vectores concurrentes, al cual también se le denomina vector resultante, dado por:



Siendo F 1 ,

cuerpo.



F 2 ,..... ,



F n fuerzas concurrentes en el centro de masa del

El producto escalar se realiza entre dos cantidades vectoriales, como resultado de esta operación se determina una cantidad escalar; definido por:

 

F, r

 F r c os

2

 

F, r son los módulos de los vectores F, r

Respectivamente.

Mientras tanto, el producto vectorial se opera entre dos vectores, cuyo resultado es otra cantidad vectorial. El modulo de este nuevo vector está dada por:

Donde  : ángulo entre los vectores 

y r . La representación grafica de estas

operaciones algebraicas se ilustra en la figura 2.1 y figura 2.2.

Y

 

r x F

  

 R O r F

F 2 

F 1

X

Los vectores se pueden descomponer es sus componentes ortogonales o en base a los

 

vectores unitarios i , j

siguiente forma:



y k . Por lo que cualquier vector se puede expresar de la

   

R  RX i  RY

j  RZ k

En el plano cartesiano X – Y, las componentes ortogonales se determinan mediante las siguientes ecuaciones de transformación:

RX 

Ry 

R cos   2 . 3 a 

R sen  2.3b

R  RX

 RY 2 . 3 c

tg 

 RY

RX

 2 . 3 d 

Las condiciones de equilibrio, son las que garantizan a que los cuerpos pueden encontrarse en equilibrio de traslación y/o equilibrio de rotación.

Primera Condición de Equilibrio;

“Para que un cuerpo se encuentre en reposo absoluto o con movimiento uniforme si y solo si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el es nulo”. Las fuerzas que actúan

sobre el cuerpo lo hacen en un único punto, este punto por lo general coinciden con el centro de masa del cuerpo; por ellos todas estas fuerzas son concurrentes en el centro de

masa. Para evaluar este equilibrio es necesario igualar a cero al vector resultante representado por la ecuación (2.1). La representación geométrica de un sistema en

equilibrio de traslación bajo el efecto de varias fuerzas concurrente en un polígono cuyos lados están representados por cada uno de las fuerzas que actúan sobre el sistema.

Segunda Condición de Equilibrio; “Para que el cuerpo rígido se encuentre en equilibrio de rotación si y solo si el momento resultante sobre el cuerpo con respecto a cualquier punto es nulo”. El momento de una fuerza también conocido como torque, es un vector obtenida mediante la operación de producto vectorial entre los vectores de posición del

 

punto de aplicación ( r ) y la fuerza ( F ) que ocasiona la rotación al cuerpo con respecto a

un punto en específico. La magnitud de este valor esta representado por la ecuación (3.2) Para evaluar el equilibrio de un cuerpo rígido, se tiene que utilizar las dos condiciones de equilibrio indicadas.

A una clase de fuerzas se denomina, fuerza de gravedad o peso. Esta fuerza se origina por la atracción de la Tierra hacia los cuerpos

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