practica 10: suma de torques y equilibrio rotacional

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
CURSO FISICA MECANICA
PRACTICA DE LABORATORIO VIRTUAL
PRACTICA No. 10: SUMA DE TORQUES Y
EQUILIBRIO ROTACIONAL
1. INTRODUCCION.
La aplicación de fuerzas sobre un cuerpo puede no sólo alterar su movimiento de traslación,
también puede ocasionar cambios en su movimiento de rotación. Para conocer el efecto producido
por una fuerza al actuar sobre un cuerpo, se requiere conocer la magnitud, la dirección, el sentido y
su punto de aplicación. Por lo tanto deben proporcionarse cuatro características para definir
totalmente a una fuerza. Si vamos a describir una fuerza aplicada en el antebrazo, por ejemplo,
debemos dar su magnitud, punto de aplicación, línea de acción y sentido, con el objeto de
determinar planamente el efecto producido; cualquier variación en alguna de estas características
producirá un resultado diferente en el antebrazo. En este experimento se analizarán las
condiciones que deben satisfacer las fuerzas actuantes para no alterar el movimiento de rotación
de un cuerpo.
2. OBJETIVOS
2.1 Determinar los factores que determinan el efecto de rotación causado por una fuerza
2.2 Establecer la condición que deben satisfacer los torques asociados a las fuerzas actuantes
sobre un cuerpo para que éste permanezca en equilibrio.
3. MARCO TEORICO
3.1. Momento o torque de una fuerza. Visite la dirección:
http://www.youtube.com/watch?v=zfG1Dx4d2Rw
3.2. Componentes rectangulares de un vector.
3.3. Centro de Masa.
4. MATERIALES
Computador, conexión a internet.
5. PROCEDIMIENTO
Ingrese a:
http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/view/barra.swf
Adicione a cada portapesas uno masa de 200g. Queda el balancín en equilibrio? Explique.
Repita el proceso anterior. Adicione una masa de 200 g al portapesas de la izquierda y dos masas
de 200 g cada una al portapesas de la derecha. Queda el balancín en equilibrio? Explique. Trate
de dejar la barra en equilibrio, explique el proceso realizado.
Con los valores de brazo (distancia desde el punto de aplicación de la fuerza al eje de giro de la
barra) y fuerza calcule el torque asociado a cada fuerza, teniendo en cuenta el sentido de rotación.
Registre los datos en la tabla 1.
TABLA 1. Torques asociados a las fuerzas actuantes
F1 = M1.g
(N)
B1
(m)
τ1 = B1.F1
(m.N)
F2 = M2.g
(N)
B2
(m)
τ2 = B2.F2
(m.N)
∑τi
Compare los valores de los torques. Complete la última columna. Qué concluye?
Elabore el diagrama de fuerzas respectivo. Cuál es el valor del torque asociado en el pivote del
balancín? Por qué?
Qué relación debe existir entre los torques asociados a las fuerzas actuantes para el balancín esté
en equilibrio?
Varíe secuencialmente la masa M2 y repita el proceso y el análisis anterior. Qué concluye?
6.
APLICACIONES
6.1.
Qué es una palanca? Cuáles son los tipos de palancas? Para cada tipo cite al menos un
ejemplo de palancas.
6.2.
Dos niños juegan en un sube y baja como se muestra en la figura. Si el primero de ellos
tiene 40 Kg y se ubica a 1,5 m del eje de giro, dónde debe ubicarse el segundo para
establecer el equilibrio?. El peso del segundo niño es de 30 Kg.
6.3.
Cuando se coloca un objeto pesado en la parte trasera de un camión, próximo las ruedas
traseras, el efecto que produce es el de levantar la parte delantera del camión. Por qué?
6.4.
Por qué es más fácil sostener con la mano pegado al cuerpo un objeto de 10 Kg que con
el brazo extendido horizontalmente?
6.5.
Una caja alta y una caja corta de igual masa se colocan una al lado de la otra sobre una
pendiente (sin tocarse entre si). A medida que el ángulo de la pendiente aumenta, ¿Cuál de
las cajas se volteará primero?. Explique.
“tómese una cantidad de alambre de sección uniforme ya sea de acero, hierro o latón y enrédese
tal alambre sobre un cilindro formando una hélice; después fórmense lazos, de uno de ellos debe
suspenderse esta bobina sobre un clavo y que el otro sostenga uno o varios pesos. Obsérvese
exactamente a qué longitud cada uno de los pesos lo extiende y se encontrara que si un peso lo
extiende de cierta longitud, entonces dos pesos iguales lo extenderán dos longitudes y así
sucesivamente”
ROBERT HOOKE