Practica 3 De Estatica

Objetivo

• •

El alumno genera y prueba hipótesis mediante el desarrollo completo de la práctica “Centro de masa, gravedad y centroide”, aplicando el método científico.

El alumno analiza sistemas físicos para representarlos diagramática y matemáticamente.

Normas de Seguridad.

• Trabajar dentro de la línea de seguridad

• No comer alimentos dentro del laboratorio

• Manejar con precaución el equipo para evitar accidentes

Equipo de Seguridad.

 Bata

 Zapato cerrado

Estática

UNITEC Campus Sur Septiembre 2011 2

Investigación Previa

Contesta las siguientes preguntas:

1. ¿Qué es el centro de gravedad?

2. ¿Qué es el centro de masa?

3. Define centroide del área.

4. ¿Cómo puedo calcular el momento del área total de una superficie

cualquiera?

Equipo

• 1 Soporte universal

• 1 Aguja para soporte universal

• 1 Plomada

• 1 Regla graduada

Material Proporcionado por el Alumno

• Cinta adhesiva

• Hoja de papel milimétrico

• Diferentes figuras geométricas regulares e irregulares (ver anexo al

final del documento) elaborados con papel cascarón, ilustración, foamy o cartón corrugado

Marco Teórico

Tras investigar los temas de esta práctica, analicemos el procedimiento para calcular las coordenadas del centroide de una figura compuesta:

1. Dibuja la figura en un sistema de ejes cartesianos donde la figura quede definida en los cuadrantes.

a. Ejemplo, encontrar el centroide de la siguiente figura:

Estática UNITEC Campus Sur Septiembre 2011 3

2. Divide la figura en áreas regulares del centroide conocido.

3. Calcula el área de cada una de las figuras y determina el centroide, consultando tablas de centroides en cualquier libro de estática.

4. Determina las coordenadas de los centroides de cada área, como se observa en la figura anterior.

5. Calcula el momento de cada área con respecto a los ejes.

Mx = Ai xi My = Ai yi

Para hacerlo nos podemos auxiliar de una tabla como la siguiente:

Sección

Área (cm2)

xi

yi

Ai xi

Ai yi

1

(12) (6) / 2

4

-2

144

- 72

2

(12) (8)

6

4

576

384

3

7L(6)2 / 2

6

10.5

339.3

596.4

4

π(4)2

6

8

- 301.6

- 402. 2

E

138.28

757.7

506.2

Estática UNITEC Campus Sur Septiembre 2011 4

6. Las coordenadas del centroide del área total, de acuerdo con el principio del “centro de fuerzas paralelas”, son las siguientes:

Con los datos del ejemplo anterior se obtiene el centroide de la figura analizada.

Desarrollo

De las figuras que aparecen en el Anexo 1, el profesor seleccionará tres diferentes para cada equipo, las cuales dibujarás y recortarás en el papel seleccionado (cascarón, cartulina, etcétera).

Para calcular el centro de masa de las figuras geométricas sigue los siguientes pasos:

1. Coloca la aguja en el soporte universal para después colgar la figura de estudio.

2. Inserta la figura en estudio (haciéndole un pequeño orificio) en la aguja, en cualquiera de sus lados de tal manera que la figura cuelgue con libertad, como se aprecia en la figura no. 1.

Estática UNITEC Campus Sur Septiembre 2011 5

3. Cuelga la plomada en la aguja de modo que la cuerda se encuentre a lo largo de la cara en la figura geométrica, pero sin tocarla (figura no. 2):

4. Dale un pequeño impulso o golpe para que se mueva oscilando como un péndulo.

Estática UNITEC Campus Sur Septiembre 2011 6

5. Espera que la figura vuelva al reposo.

6. Marca dos puntos por donde pasa la cuerda de la plomada

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