Equilibrio Estatico

Resumen

En esta experiencia realizaremos el cálculo de los torques y tensiones de un sistema de más de dos fuerzas en equilibrio, para lo cual es necesario medir la masa de los cuerpos a utilizar y calcular sus respectivos pesos. Posterior a eso procederemos a calcular tensión o torque según corresponda; para el cálculo de tensión deberemos conocer los pesos correspondientes y los ángulos que se forman, mientras que para el caso de los torques es necesario medir la distancia o radio desde el fulcro hasta el punto donde se está ejerciendo la fuerza, la cual produce torque. Luego con los datos obtenidos podremos verificar si el sistema se encuentra efectivamente en equilibrio.

Introducción

Este informe tiene como objetivo los siguientes puntos:

Verificar la condición de equilibrio en un sistema de más de dos fuerzas

Verificar la condición de equilibrio estático de una barra

Para que un sistema de fuerzas se encuentre en equilibrio estático debe cumplirse que la suma de sus fuerzas, en este caso las tensiones y los torques, deben ser igual a cero. Para ello debemos calcular las diferentes variables que afectan al sistema, las cuales deberemos modificar y nivelar para lograr obtener la condición de equilibrio, variables como por ejemplo la distancia entre el fulcro (punto de rotación) y la fuerza de peso que produce un torque, moviendo el peso a mas o menos distancia según sea necesario.

Método experimental

Para llevar a cabo esta experiencia se utilizaron los siguientes materiales:

Huincha de medir

Transportador imantado

Poleas imantadas

Masas

Barra de metal

Pizarra de metal

Hilo

Fulcro imantado

Este laboratorio conto con 3 actividades. Para iniciar el experimento N°1 se procede a instalar la pizarra de metal, en la cual se sitúan las 2 poleas imantadas aproximadamente a la misma altura. Después se atan dos masas en los extremos de un trozo de hilo y luego se anuda una tercera masa aproximadamente al centro del hilo formando una V, el transportador se sitúa justo en la unión de los dos hilos el cual nos dará dos ángulos distintos.

En el experimento N°2 se instala el fulcro en el centro de la pizarra y en este se pone horizontalmente una barra de metal sostenida en un punto medio, luego se atan dos cuerpos de diferentes masas con distintos trozos de hilo, los cuales se podrán a distancias desiguales del fulcro, una a cada lado, estas distancias irán cambiando hasta que se logre obtener el equilibrio de la barra.

Para montar el Experimento N°3 se procede a colocar el fulcro en un extremo de la pizarra izquierdo o derecho y en él se ubica la barra de metal colgada desde la punta, se pone una polea imantada sobre el fulcro, por la cual pasara un hilo que estará atado por un extremo a la barra de metal y por el otro extremo a una masa, esto provocara una fuerza que levantara la barra y para que se produzca un equilibrio en el sistema es necesario poner un contrapeso a una distancia mayor que la de la polea.

Se aplicaran las siguientes fórmulas para calcular las fuerzas correspondientes:

τ=F∙r

P=m∙g g=9,79[m/s^2 ]

∑▒〖τ=0〗 ∑▒F=0

Ty=senα∙T Tx=cosα∙T

Para los distintos experimentos se consideró que las fuerzas ejercidas hacia abajo serian positivas y por el contrario hacia arriba serian negativas.

Experimento N°1

Realice el montaje que muestra la figura adyacente.

Y

T1 T1Y T1 T2 T2y T2

T1x T2x X

m1∙g m2∙g m3∙g

Tome las medidas pertinentes, cuales las puede registrar en el cuadro siguiente para que verifique la condición de equilibrio de fuerzas.

Medida

m_1 (kg) 0,0105kg

m_2 (kg) 0,0115 kg

m_3 (kg) 0,0119kg

α( )° 28°

β( )° 30°

T_1x (N) 0,1183N

T_2x (N) 0,1226 N

T_1y (N) 0,063 N

T_2y (N) 0,0708 N

T_3y (N) 0,1126 N

Se deduce que T1 es igual a m1g, ya que sostiene a P1 del mismo modo que ocurre con T2 y P2

T1=P1=m1∙g T2=P2=m2∙g

T1=0,0105kg∙9,79[m/s^2 ]=0,1034[N]

T2=0,0119kg∙9,79[m/s^2 ]=0,1416[N]

T1y=sen 28°∙0,1034[N] T1y=0,063[N]

T2y=sen30°∙0,1416[N] T2y=0,0708[N]

T3y=P=0,0119kg∙9,79[m/s^2 ]=0,1126[N]

∑▒〖Fy=T3y+T2y+T1y=-0,021[N]〗

T1x=cos28∙0,1034[N] T1x=0,0912[N]

T2x=cos30∙0,1416[N] T2x=0,1226[N]

∑▒〖Fx=T1x+T2x=〗-0,031[N]

Experimento N°2

Haga un esquema de todas las fuerzas que actúan sobre la barra(diagrama de cuerpo libre).

Y

ra rb

X

ma∙g mb∙g

Medida

ma(kg) 0,0245 kg

mb(kg) 0,0119 kg

ra (m) 0,107 m

rb (m) 0,224 m

Pa=0,0245kg∙9,79[m/s^2 ] Pa=0,2398[N]

Pb=0,0119kg∙9,79[m/s^2 ] Pb=0,1165[N]

τa=0,0256[N∙m] τb=0,0260[N∙m]

∑▒〖τ=τa+τb=-0,0004〗[N∙m]

¿A qué tipo de palanca corresponde? Identifique dos tipos de instrumentos y/o herramientas que se identifican con este tipo de palancas.

Este experimento pertenece al tipo de Palanca de primera clase ya que el fulcro se ubica entre la potencia y la resistencia.

Dos ejemplos muy

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