lOMoARcPSD|9078832 Informe 04, Fuerzas paralelas en equilibrio FISICA (Universidad Central del Ecuador) StuDocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR NOMBRE DEL ESTUDIANTE: Burbano Once Martin Jacobo FACULTAD:Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática CARRERA: Ing. Civil FECHA: 09/07/2020 PARALELO: IC1-001 SEMESTRE: 1𝑟𝑜 GRUPO N. Seleccione PRÁCTICA N°. 4 TEMA: Fuerzas Paralelas en Equilibrio Objetivos 1. Obtener experimentalmente dos sistemas de fuerzas coplanares paralelas en equilibrio. 2. Comprobar las condiciones de fuerzas paralelas. 3. Aplicar las operaciones vectoriales por métodos, gráficos y analíticos Equipo de Experimentación 1. 2. 3. 4. 5. 6. Una barra de aluminio Newtometro A ± (0,1N) Regla A ± (0,01m) Juego de abrazaderas Juego de portamasas y masas calibradas Material de soporte Figura 1. Fundamento Conceptual Condiciones de equilibrio para fuerzas paralelas. Concepto de momento o gironeo de una fuerza Polígono de fuerzas y polígono funicular. Explicar en qué consiste cada uno. Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 Procedimiento Sistema de dos fuerzas paralelas 1. Suspender del newtòmetro el conjunto de cinco abrazaderas y calcular el valor promedio para cada una. Anotar este valor. 2. Suspender del newtòmetro la barra de aluminio, registrar el valor de su peso. 3. Armar el equipo como indica la figura 1. 4. Suspenda la barra del newtòmetro con la abrazadera en la posición que estime conveniente. 5. Colocar una abrazadera a cada lado de la barra de aluminio, Suspenda de estas el portamasas. 6. Colocar masas adicionales en cada portamasaspara conseguir el equilibrio (barra perfectamente horizontal), de ser necesario puede modificar la posición de las abrazaderas. 7. Registrar el valor de la fuerza en el newtòmetro en el diagrama de cuerpo libre. 8. El valor de cada una de las fuerzas esta presentada por el peso de la abrazadera, el portamasas y las masas calibradas. 9. Expresar en un diagrama de cuerpo libre los valores obtenidos en la experiencia. 10. Medir las distancias desde uno de los puntos de aplicación a cada una de las fuerzas. Registrar los valores en el diagrama de cuerpo libre. Sistema de cuatro fuerzas paralelas 1. Añadir un portamasas adicional a cada lado de la barra de aluminio. 2. Encontrar el equilibrio de forma similar al realizado para dos fuerzas paralelas. 3. Registrar los valores en el diagrama de cuerpo libre 2. Registro de Datos Sistema de dos fuerzas paralelas P0 r0 F1 r1 m2 F2 FN rN m1 (N) (m) (m) (kg) (N) (m) (kg) (N) (N) 3,800 0,500 4,700 0,500 0,045 0,441 0,150 0,050 0,490 r2 (m) 0,800 Sistema de cuatro fuerzas paralelas P0 (N) 4,800 r0 (m) 0,500 FN rN (N) (m) 5,200 0,500 m1 F1 (kg) (N) 0,015 0,147 F2 r2 F3 r3 m4 F4 r4 (m) (kg) (N) (m) (kg) (N) (m) (kg) (N) (m) 0,100 0,015 0,147 0,250 0,010 0,098 0,750 0,005 0,049 0,950 r1 m2 m3 Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 5,200N 4,700N 0,150mm 0,950mm 0,100mm F1 = 0,147N F1 = 0,441N 0,500mm F2 = 0,147N 𝑃0 = 3,800N 0,800mm 0,250mm F3 = 0,098N 0,750mm 𝑃0 = 4,800N F2 = 0,490N 0,500mm Calculo e Interpretación de Datos 1.-Comprobar gráfica y analíticamente las condiciones de equilibrio para un sistema de dos fuerzas. Justifique el resultado (la gráfica está en la hoja milimetrada). Analizando La resultante nos da que: ∑𝐹 = 0 𝑭𝟏 + 𝑭𝟐 + 𝑷𝟎 − 𝑭𝑵 = 𝟎 (0,441𝑁) + (0,49𝑁) + (3,80𝑁) − 𝐹𝑁 (4,70𝑁) = 0 (0,441𝑁) + (0,49𝑁) + (3,80𝑁) − (4,70𝑁) = 0 (4,731) − (4,70𝑁) = 0,03𝑁 Respuesta Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 Al promediar el resultado es 0 en la resta de las fuerzas y la Fuerza Normal dando a notar que las fuerzas que van hacia bajo de la barra de alumno son pesos y la Fuerza normal vendría a equilibrar esos pesos por ende se dice que el sistema se encuentra en equilibrio y no es completamente exacto por ser un experimento que casi siempre arroja margen de error. 2𝑑𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 ∑ 𝑀 = 0 𝑴 = 𝒓∗𝑭 −(𝑟 ∗ 𝐹1) + 𝑟 ∗ 𝐹𝑁 −(𝑟 ∗ 𝐹2) − (𝑟 ∗ 𝑃0) = 0 −(0,150𝑚 ∗ 0,441𝑁) + 0,500𝑚 ∗ 4,700𝑁 − (0,800𝑚 ∗ 0,490𝑁) − (0,500𝑚 ∗ 3,80𝑁) = 0 −(0,06𝑁𝑚) + 2,35𝑁𝑚 − (0,39𝑁𝑚) − (1,9𝑁𝑚) = 0 −(0,45𝑁𝑚) + 2,35𝑁𝑚 − (1,9𝑁𝑚) = 0 2,35𝑁𝑚 − (2,35𝑁𝑚) = 0 Respuesta 𝑭𝟏 + 𝑭 𝟐 + 𝑷𝟎 = 𝑭𝑵 (0,441𝑁) + (0,49𝑁) + (3,80𝑁) = 4,7𝑁 Sistema de cuatro fuerzas paralelas 2.-Comprobar grafica y analíticamente las condiciones de equilibrio para un sistema de cuatro fuerzas paralelas. Justifique el resultado. Analizando La resultante nos da que: ∑𝐹 = 0 Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 𝑭𝟏 + 𝑭𝟐 + 𝑷𝟎 + 𝑭𝟑 + 𝑭𝟒 − 𝑭 𝑵 = 𝟎 (0,147𝑁) + (0,147𝑁) + (4,80𝑁) + (0,098𝑁) + (0,049𝑁) − 𝐹𝑁 (5,200𝑁) = 0 (5,241𝑁) − (5,200𝑁) = 0 (5,241𝑁) − (5,200𝑁) = 0,041𝑁 Respuesta 𝑭𝟏 + 𝑭𝟐 + 𝑷𝟎 + 𝑭𝟑 + 𝑭𝟒 = 𝑭𝑵 (𝟓, 𝟐𝟎𝟎𝑵) (0,147𝑁) + (0,147𝑁) + (4,80𝑁) + (0,098𝑁) + (0,049𝑁) = 𝑭𝑵 (𝟓, 𝟐𝟎𝟎𝑵) 5,241𝑁 = 5,200𝑁 Tras analizar el sistema de cuatro fuerzas que están en equilibrio podemos notar que se necesita mas fuerza normal para equilibrar los pesos que se encuentran empujando la barra de aluminio. 3.-Trazar el polígono funicular y determinar el punto de aplicación de la fuerza resultante. (La grafica se encuentra en hoja milimetrada) Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 4.- Comprobar el equilibrio mediante momentos. ∑𝑀 = 0 𝑴 = 𝒓∗𝑭 −(0,100𝑚)(0,147𝑁) − (0,250𝑚)(0,147𝑁) − (0,500𝑚)(4,800𝑁) + (0,500𝑚)(5,200𝑁) − (0,750𝑚)(0,098𝑁) − (0,950𝑚)(0,049𝑁) = 0 −(0,0147𝑁𝑚) − (0,0367𝑁𝑚) − (2,4𝑁𝑚) + 2,6𝑁𝑚 − (0,0735𝑁𝑚) − (0,0465𝑁𝑚) = 0 −2.6 + 2,6 = 0 Respuesta Cuestionario Sistema de dos fuerzas paralelas 1. Comprobar gráfica y analíticamente las condiciones de equilibrio para un sistema de dos fuerzas. Justifique el resultado. Sistema de cuatro fuerzas paralelas 2. Comprobar grafica y analíticamente las condiciones de equilibrio para un sistema de cuatro fuerzas paralelas. Justifique el resultado. 3. Trazar el polígono funicular y determinar el punto de aplicación de la fuerza resultante. 4. Comprobar el equilibrio mediante momentos. Conclusiones Al analizar el sistema gráficamente se puede observar que el jjuego de portamasas y masas crean un peso adicional al que ya tiene la barra de aluminio que tiene su componente en (-j) pero gracias a la grafica podemos analizar una fuerza resultante la cual (j) que se encuentra equilibrado a estas fuerzas del portamasas llamadas pesos y gracias a esta fuerza resultante o llamada normal el sistema se encuentra en equilibrio. Al analizar los sistemas de fuerzas paralelas podemos comprobar que las condiciones para que estas estén en equilibrio es que la sumatoria de sus fuerzas sea cero, ∑ 𝐹 = 0 y que la sumatoria de momentos también sea cero, ∑ 𝑀 = 0 es muy importante que haya una fuerza equilibradora en cualquier sistema experimental que se desee que este en equilibrio. Al aplicar en los gráficos notamos que los vectores de los pesos son negativos y que la resultante tiene que ser su componente (J). Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected]) lOMoARcPSD|9078832 Bibliografía Bautista, B. J. (11 de 02 de 2019). GoConqr. Obtenido de GoConqr: https://www.goconqr.com/mindmap/1577140/condiciones-de-equilibrio-parafuerzas-paralelas Escobar, E. (15 de 07 de 2017). ISSU. Obtenido de ISSU: https://issuu.com/estebanescobar17/docs/fuerzas_paralelas_en_equilibrio_ Turnero, P. (01 de 11 de 2002). monografias.com. Obtenido de monografias.com: https://www.monografias.com/docs115/sistemas-Poligonos defuerzas-/sistemasfuerzas-concurrentes.shtml Downloaded by Ronny Pilliza ([email protected])
