Subido por Cristian Alvaro

ESTÁTICA - 2DA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

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LAB. DE MECÁNICA DE SÓLIDOS 2016
“Año de la consolidación del Mar de Grau”
LABORATORIO N° 2
“ESTÁTICA: SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO”
CARRERA
: Mantenimiento y Gestión de Equipo Pesado
CICLO
:I
SECCIÓN
: “G”
DOCENTE
: Karol Tafur Ubillús
CURSO
: Laboratorio de Mecánica de Sólidos
ALUMNO
:
FECHA DE ENTREGA
: 14 de Setiembre
2016-II
Prof. Karol Tafur Ubillús
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ÍNDICE
I. OBJETIVOS…………………………………………………..……..…………… Pág.5
II. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………….……….……….… Pág. 5-6
2.1 CONDICIONES DE EQUILIBRIO.......................................................... Pág.5
2.2 SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO……………………..………. Pág. 6
2.3 TORQUE DE UNA FUERZA………………………………..….….……... Pág.6
III. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS……………………….…….. Pág.7
IV. PROCEDIMIENTO………………………………………………………..……… Pág.8
V. DATOS…………………………………………………………………….…….. Pág.9-15
VI. OBSERVACIONES…………………………………………….……….………. Pág.16
VII. RECOMENDACIONES………………………………………………..……… Pág.16
VIII. CONCLUSIONES……………………………………………….………..….. Pág.16
IX. LINKOGRAFÍA…………………………………………………….….………… Pág.16
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INTRODUCCIÓN
En el presente informe daremos a conocer lo que se desarrolló en el laboratorio con
ayuda del docente y la teoría brindada, para así lograr experimentar y anotar los
diferentes resultados obtenidos.
La Estática estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir, aquellos cuerpos que se
encuentran tanto en reposo como en movimiento y a una velocidad constante. En esta
práctica de estática y segunda condición de equilibrio, se pretende llegar a comprobar
experimentalmente la segunda condición de equilibrio, para fuerzas coplanarias y no
concurrentes.
Con ayuda de sensores, algunas pesas dadas por el docente y mediante el programa
Pasco Casptone pudimos observar en el software los diferentes comportamientos que
se produce según el peso o fuerza aplicada por los sensores.
Por lo tanto este laboratorio será útil para verificar los datos obtenidos por métodos
teóricos con los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los
procedimientos dados que nos deben dar respuestas parecidas. Este laboratorio nos
ayudará mucho para despejar todas nuestras dudas sobre estos temas tratados en
clase.
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SÓLIDOS
LABORATORIO 2
“ESTÁTICA: SEGUNDA CONDICIÓN DE
EQUILIBRIO”
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I. OBJETIVOS:
 Comprobar experimentalmente la segunda condición de equilibrio, para fuerzas
coplanares no concurrentes.
 Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los
procedimientos teóricos. Establecer las diferencias.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO:
2.1 CONDICIONES DE EQUILIBRIO:
Esta condición de equilibrio implica que una fuerza aislada aplicada sobre un
cuerpo no puede producir por sí sola equilibrio y que, en un cuerpo en
equilibrio, cada fuerza es igual y opuesta a la resultante de todas las demás.
Así, dos fuerzas iguales y opuestas, actuando sobre la misma línea de acción,
sí producen equilibrio.
El equilibrio puede ser de tres clases; estable, inestable e indiferente. SI un
cuerpo está suspendido, el equilibrio será estable si el centro de gravedad está
por debajo del punto de suspensión; inestable si está por encima, e indiferente
si coinciden ambos puntos. Si un cuerpo está apoyado, el equilibrio será
estable cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad caiga dentro de
su base de sustentación; inestable cuando pase por el límite de dicha base, e
indiferente cuando la base de sustentación sea tal que la vertical del centro de
gravedad pase siempre por ella.
FIGURA 2.1: CONDICIONES DE EQUILIBRIO
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2.2 SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO:
La suma algebraica de las torcas aplicadas a un cuerpo con respecto a un eje
cualquiera perpendicular al plano que los contiene es igual a cero.
Momento de fuerza o torca; produce una rotación de un cuerpo alrededor de un
punto fijo físicamente llamado eje. El momento de fuerza con respecto a un
punto cualquiera, es el producto de la fuerza por la distancia perpendicular del
centro de momento a la fuerza (brazo de momento).
Los signos de este pueden ser positivos cuando el movimiento es anti-horario
con respecto a su eje, y negativos cuando es horario con respecto a su eje.
FIGURA 2.2: SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILBIRIO
(FÓRMULAS)
2.3 TORQUE DE UNA FUERZA:
Se define l torque T de una fuerza F que actúa sobre algún punto del cuerpo
rígido, en una posición r respecto de cualquier rigen, por el que puede pasar un
eje sobre el cual se produce la rotación del cuerpo, al producto entre posición r
y la fuerza aplicada F.
𝛕=𝐫×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:
𝛕 = 𝐫 (𝐅 × 𝐒𝐞𝐧𝛉)
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III. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS:
N°
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
01
Computadora con programa
PASCO capstone
1
02
Interfase Power link
1
03
Sensor de Fuerza
2
04
Pesa de 0.5 N
5
05
Varillas
2
06
Bases soporte
1
07
Nuez doble
1
08
Grapas
2
09
Cuerda
1
10
Regla y calculadora
2
11
Botas dieléctricas
2
12
Guardapolvo blanco
1
TABLA 3: MATERIALES, HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS
FIGURA 3: EPPS, MATERIALES Y HERRAMIENTAS
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IV. PROCEDIMIENTO:
1. Nos aseguramos de cumplir con las normas dentro del laboratorio para no
tener inconvenientes con la realización de la práctica.
2. Realizamos el primer montaje, tal y como se muestra en la figura 4.1. Momento
de fuerza o Torque.
FIGURA 4.1: MOMENTO DE FUERZA O TORQUE
3. Luego, ingrese al programa PASCO Capstone, anote los valores obtenidos del
programa y llene los cuadros correspondientes.
4. Después, realice el segundo montaje, tal y como se aprecia en la siguiente
figura. Momento de Fuerza con Varias Fuerzas Aplicadas.
FIGURA 4.1: MOMENTO DE FUERZA CON VARIAS
FUERZAS APLICADAS
5. Anote los valores obtenidos y llene los cuadros correspondientes.
6. Finalmente, anotar las conclusiones de la práctica que se realizó.
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V. DATOS:
PRIMER MONTAJE
(MOMENTO DE FUERZA O TORQUE)
PRIMER CASO
SEGUNDO CASO
TERCER CASO
F1
N
0.64
0.64
0.64
0.64
0.23
0.87
0.64
0.64
0.64
L1
cm
12
6
3
12
4
12
5
6
6
Lf
cm
12
6
3
12
4
12
5
6
6
F
N
12
12
12
12
12
12
12
6
3
L1 . F1
N . cm
0.64
0.30
0.15
0.6
0.06
0.24
0.26
0.31
1.25
Lf . F
N . cm
7.68
3.84
1.92
7.68
0.92
10.44
3.2
3.84
3.84
Error
%
0%
6.25
%
6.25
%
6.25
%
21.05
%
3.44
%
0%
3.12
%
2.34
%
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PRIMER CASO
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SEGUNDO CASO
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TERCER CASO
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SEGUNDO MONTAJE
(MOMENTO DE FUERZA CON VARIAS FUERZAS APLICADAS)
PRIMER
CASO
SEGUNDO
CASO
TERCER
CASO
CUARTO
CASO
F1
N
0.23
0.23
0.23
0.23
F2
N
0.23
0.64
0.64
0.64
F3
N
0.64
0.87
F
N
0.38
0.81
1.66
1.05
L1
cm
4
5
3
3
L2
cm
10
12
8
6
L3
cm
12
10
LF
cm
8
10
8
12
∑ Li . Fi
N . cm
3.22
8.83
13.49
13.23
LF . F
N . cm
3.04
8.1
13.28
12.6
ERROR
%
5%
7.95 %
1.19 %
4.54 %
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PRIMER CASO
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SEGUNDO CASO
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TERCER CASO
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CUARTO CASO
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VI. OBSERVACIONES:
 En algunas cajas donde se encontraban las pesas estaban incompletas, lo que
ocasionó un ligero retraso en el desarrollo del laboratorio.
 Hubo algunos inconvenientes en la regla cuando colgamos las pesas y el
sensor de fuerza, debido a que el sensor de fuerza tenía mucho mayor peso,
no se lograba un equilibrio por lo que tuvimos que utilizar una varilla con una
nuez doble para sostenerlo.
VII. RECOMENDACIONES:
 Seguir
las
instrucciones
especialmente,
cuando
del
docente
realizamos
los
del
curso
montajes
en
y
todo
momento,
manipulamos
las
herramientas.
 Reiniciar los sensores de fuerza cada vez que sea utilizado.
 Manipular con suma cautela las pesas ya que al caer pueden dañar las laptops
o los sensores de fuerza.
VIII.
CONCLUSIONES
 Para que haya equilibrio en un cuerpo las 2 fuerzas deben ser iguales (mismo
peso) y opuestas (sentido) actuando sobre la misma línea de acción.
 Un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación cuando la suma algebraica de
todos los momentos con respecto a cualquier punto es igual a cero.
 En la práctica realizada, mientras más era la distancia a la que se encontraban
las pesas del punto de origen, mayor eran las fuerzas de torques. ↑ 𝜏 =↑ 𝑟 × 𝐹
 En la práctica realizada, el sensor de fuerza iba en sentido anti-horario y las
pesas en sentido horario, las cuales se contrastaban en cuanto a fuerzas para
que se llegue al equilibrio y con distintos valores de torques.
IX. LINKOGRAFÍA
 http://segundaleydeequilibriorotacional.blogspot.pe/2011/02/segunda-condicionequilibrio-de.html
 http://6afisica.blogspot.pe/2011/02/condiciones-de-equilibrio-2da.html
 http://es.slideshare.net/LuisGonzalez95/segunda-condicion-de-equilibrio11793176?next_slideshow=1
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