Mecanica De Solidos

INTRODUCCIÓN

En el segundo laboratorio realizado seguimos viendo la estática, la cual, estudia los cuerpos en estado de equilibrio sometidos a la acción defuerzas. Pero, ahora trabajaremos en base a la segunda condición deequilibrio que refiere al “equilibrio de rotación”, es decir, un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él, respecto de cualquier punto, es nula. Por lo tanto, veremos si se cumple la segunda condición de equilibrio, a través, de montajes construidos con los materiales asignados según la guía y evaluar estos resultados.

OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente la segunda condición de equilibrio, para fuerzas coplanares no concurrentes

Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los procedimientos teóricos dados en clase y establecer las diferencias

Determinar relaciones matemáticas entre variables físicas que interviene en un experimento

MATERIAL Y EQUIPO

Computadora personal con programa PASCO CAPSTONE instalado

Interface 850 Universal Interface o USB Link

Sensor de fuerza

Pesas de 0.5N(6)

Varillas (3)

Bases soporte (3)

Palanca con cursor y manecilla

Calculadora

Trasportador

Regla

.-INDICACIONES DE SEGURIDAD

Implementos de seguridad de uso obligatorio

Análisis de trabajo seguro

N° TAREAS RIESGOS IDENTIFICADOS MEDIDAS DE CONTROL DE RIESGO

1

Recepción de materiales

Caída de objetos y tropiezos

Caminar observando el camino despejado.

2

Montaje de equipos

Caída de materiales ocasionando golpes en el cuerpo

Manipular cuidadosamente los equipos

3

Calibración del programa pasco captone y toma de datos

Realizar malas lecturas correspondientes sin malogras sensores y tener cuidado de no producir algún corto circuito

Conocer las características de los sensores evitando alguna quemadura.

4

Desmontaje de equipos

Caída de materiales produciendo golpes o lesiones en el cuerpo

Tener el cuidado pertinente al manipular los materiales y equipos de trabajo

5

Devolución del material

Tropiezos y caídas

Desplazarse con cuidado observando el camino despejado.

6

Orden y limpieza

Tropiezos y caídas durante la limpieza

Ordenar el espacio de trabajo dejándolo como se encontró

GRUPO

“A”

ESPECIALIDAD

PLANTA

COORDINADOR DEL GRUPO

LARICO LLAVE MIGUEL

Advertencias

ADVERTENCIA

Leer detalladamente el procedimiento y verificar la correcta parametrización.

Antes de energizar el sistema, el profesor del curso debe verificar las conexiones y dar si visto bueno.

Durante la realización de la práctica mantener la disciplina para la correcta realización de la misma.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Torque o momento de una fuerza (τ)

Siempre que abres una puerta o una válvula, o que ajustes una tuerca con una llave, se producirá un giro. El torque de la fuerza produce un giro. El torque no el lo mismo que la fuerza. Si quieres que un objeto se desplace le aplicas una fuerza, la fuerza tiende a acelerar a los objetos. Si quieres que un cuerpo rígido rote le aplicas un torque. Los torques producen rotación. Se define torque de una fuerza F respecto de un punto O como el producto vectorial: τ0= r x F

r: Vector posición

F: Fuerza aplicada

|τ0| =d.F

ɵ es el ángulo dentro r y F siendo: d= r.sen(ɵ)

Por ejemplo consideremos el caso de que una persona intenta aflojar una tuerca de una llanta de un camión.

Un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él, respecto de cualquier punto, es nula.

Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir quela suma aritmética de los momentos relacionados con rotacionesantihorarias debe ser igual a la suma aritmética de los momentos relacionados con rotaciones horarias. En general, un cuerpo se encontrará en equilibrio traslacional y equilibrio rotacional cuando se cumplen las dos condiciones de equilibrio.

TEOREMA DE VARIGNON.

Este principio establece que el momento de una fuerza con respecto a un punto es igual a la suma de los momentos de las componentes de la fuerza con respecto al punto. La prueba se obtiene directamente de la ley distributiva del producto cruz. (El momento de una fuerza: Una fuerza produce un efecto rotatorio con respecto a un punto O que no se encuentra sobre su línea de acción. En forma escalar, la magnitud del momento es Mo = Fd.)

SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

Se define el torque T de una fuerza F que actúa sobre algún punto del cuerpo rígido, en una posición r respecto de cualquier origen O, por el que puede pasar un eje sobre el cual se produce la rotación del cuerpo rígido, al producto vectorial entre la posición r y la fuerza aplicada F.

El torque es una magnitud vectorial, si q es el ángulo entre r y F, su valor numérico por definición del producto vectorial, es:

PROCEDIMIENTO

Momento de una fuerza o torque

Ensamblar todas las piezas como se ve en la figura 1

Se ingresó al programa Pasco Capstone, se hizo clic sobre el icono crear experimento y seguidamente serán reconocidos los sensores de fuerza que fueron insertados previamente a la interface 850 Universal Interface.

Se hizo clic en el icono CONFIGURACIÓN y se seleccionó cambiar signo a una frecuencia de 50 Hz. Luego se presionó el icono SENSOR DE FUERZA 1, luego se seleccionó numérico y se cambió a 2 cifras después de la coma decimal.

Según datos de fabricante la lectura que proporciono el equipo es de 0.03 N y la máxima 50 N. Una vez hecho esto y sin hacen ninguna fuerza adicional se presionó el botón Zero colocado sobre el mismo sensor.

Se desplazó el cursor de tal modo que la manecilla señale verticalmente hacia abajo.

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