LABORATORIO DE FISICA CLASICA PRACTICA No. 5 FUERZAS EN EQUILIBRIO

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

LABORATORIO DE FISICA CLASICA

PRACTICA No. 5    FUERZAS EN EQUILIBRIO

Alumno.Vega Andrade Diego Alejandro

Profesores. Ingeniero Fernando Bucio Sánchez

Ingeniero Gerardo Suárez

1 CV8

Realización: Junio 2,2015

 FUERZAS EN EQUILIBRIO

Objetivo

El alumno explicará el concepto de fuerzas concurrentes y fuerzas paralelas aplcaándolo a las condiciones que debe satisfacer un cuerpo para que permanezca en equilibrio, cuando está sometido a la accion de dichas fuerzas.

Introducción.

Existen diverson problemas que implican cuerpos que, aunque están sometidos a la acción de varias fuerzas, tienen que mantenerse en perfecto equilibrio, como es el caso de los grandes puentes, los rascacielos,las gigantescas torres de comunicación,etc Tod oesto requiere un gran conocimiento en este campo del equilibrio.

El estudio de los cuerpos en equilibrio es de gran importancia práctica para el ingeniero, ya que, además de los casos mencionados, sus principios se aplican a infinidad de sistemas basados en el equilibrio, como son:las palancas,las balanzas, las máquinas simples, etc.

LA mecánica se divide a su vez en dos grandes ramas: La dinámica y estática y es precisamente la estática la que se encarga del estudio de sistemas de fuerzas en equilibrio: Las fuerzas en general, pueden diferir en intensidad, en sentido, en direccion y generalmente en el punto en el cual son aplicadas.

Habrá casos en que los puntos de aplicación de las fuerzas que actúam sobre un cuerpo coninciden en uno solo;se dice que dicho cuerpo está sometido a la acción de fuerzas concurrentes.

Para simplificar el análisis de los problmeas que se muestran cuando los cuerpos están bajo la acción de fuerzas concurrentes, se desprecian sus dimensiones y puede considerarse como partículas.

Material requerido:

3 Dinamometros de 2000g

1 Palanca sencilla

2 Nuez con gancho

5 Pesas de 50g

3 Varillas de 1m de longitud

1 Transportador de madera

1 Aparato para la composición de fuerzas concurrentes

2 Dinamómetros de 500g

1 Argolla con Hilos

2 Nueces doble

2 Ganchos

2 Pinzas de mesa

Hilo cañamo

Desarrollo Experimental.

Experimento 1;Equilibrio de un cuerpo rigido cuando se encuentra sometido a la accion de fuerzas concurrentes.

-Afloje la tuerca central.

-Tense los hilos que están atados en un extremo de la argolla y en el otro a cada dinamómetro, de tal manera que dicha argolla quede concéntrica en el eje del aparato.

-Coloque el aparato sobre un hoja blanca y trace, con lápiz,unalinea en cada ranura de los brazos.

-Prolongue la linea

-Mida ángulos de las intersecciones.

Experimento 2;Cuerpo rigido sometido ala acción de fuerzas paralelas y cuyo movimiento posible es el de rotación.

-Montar dispositivo.

-Ayuda nuez de gancho suspenda la palanca de su parte media de manera que pueda firar libremente.

--Observe que permanezca en equilibrio Y luego suspenda pequeñas pesas hasta que permanezca inmovil

-Registre valor de magnitude y brazos de palanca.

Experimento 3; equilibrio de un cuerpo rigido sometido a la acción de fuerzas paralelas.

Experimento 3.1

-Introduzca las argolals de los dinamometros en la varilla horizontal y fije.

-Vaya colocando pesas.

-Suspenda el procedimiento cuando la palanca quede inmovil.

Experimento 3.2

-Arme el dispositivo.

-Ponga la palanca de tal manera que forme un ángulo de 45°

-Dinamómetros paralelos.

Experimento 1.

Por método analítico encontramos la resultante
ΣFx = F1cosθ + F2cosθ + F3cosθ
ΣFx = 16Ncos180° + 10Ncos37° + 10Ncos318°
ΣFx= -0.58219 N

ΣFy = F1senθ + F2senθ + F3senθ
ΣFy = 16Nsen180° + 10Nsen37° + 10Nsen318°
ΣFy= -0.67315 N

FR = ΣFx2 + ΣFy2
FR = (-0.58219)2 + (-0.67315)2
FR = 0.88 N

Método Gráfico FR = 0.8 N
Método Analítico FR = 0.88 N

Discusión:
1. ¿Cuál es el cuerpo rígido en estudio?
La argolla.

2. Cuando la argolla permanece inmóvil y concéntrica al eje del aparato ¿Se puede afirmar que está en equilibrio?
Si, porque no existe ningún movimiento en la argolla.

3. ¿Qué puede decir acerca de los puntos de aplicación de las fuerzas que actúan sobre la argolla?
Tienen un punto de aplicación común estas fuerzas que es en la argolla para lograr un equilibrio en el sistema.

4. Concluimos que tenemos el caso de un cuerpo rígido sometido a la acción de fuerzas concurrentes.

5. ¿El valor de la resultante era el que esperábamos?
No.

6. Si no fue así ¿A que lo atribuye?
Se le puede atribuir a algún error de medición o por la incertidumbre que presentan los instrumentos con los cuales se llevo a cabo el experimento.

7. ¿Podemos afirmar que se cumplió la primera condición de equilibrio dentro de los límites de precisión del experimento?
Si, porque se encuentra dentro del límite de las incertidumbres de los instrumentos.

Conclusión:
Para que un cuerpo rígido sometido a la acción de fuerzas concurrentes se encuentre en equilibro se requiere que la sumatoria de las fuerzas sea igual a cero.

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