1) OBJETIVOS1.1 CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO El estudiante aprender a encontrar el centro de gravedad de los cuerpos regulares e irregulares planos 1.2 POLIPASTO Averiguar experimentalmente cual es la fuerza necesaria para elevar una carga con un polipasto 1.3 REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA El estudiantes estar en capacidad de entender cmo se distribuye, en los apoyos, la fuerza por peso de una viga
2) FUNDAMENTOS TEORICOS
3) MATERIALES3.1 CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO 3.1.1) Pie esttico Este instrumento nos sirva para tener una base para colocar la varilla de soporte y realizar nuestro experimento
3.1.2) Nuez doble La nuez doble es un instrumento importante porque nos permite cambiar de eje para sujetar un objeto de forma perpendicular estn los ejes
3.1.3) Platillo para pesas de ranura Es un instrumento muy usado cuando se quiere generar tensin hechas por una fuerza debida al peso. Pesa 10 gramos y se puede seguir aumentando el peso mediante otros platillos de masa 10g ,50g, etc.
3.1.4) pasador El pasador nos sirve para presionar un extremo de este con la nuez doble y el otro extremo pasar un sedal y colocar un objeto
3.1.5) cartulina
1
3 2
4
5
6
3.2 POLIPASTO
3.2.1) Pie esttico 3.2.1) Varilla soporte 600 mm 3.2.3) Varilla soporte con orificio 100mm 3.2.4) Platillo para pesas de ranura, 10g 3.2.5) Pesas de ranura 10g (4) 3.2.6) Pesa de ranura 50g (3) Este objeto solo sirve para aumentar la carga o peso que se genera en el platillo de pesas y con esto aumenta la tensin en la cuerda
3.2.7) Polea doble (2) Esta polea es peculiar porque tiene dos poleas fijas Te ayudan a disminuir aparente mente el peso del objeto la fuerza que se requiere para levantar a un objeto depende de la cantidad de poleas
3.2.8) Mango para polea 3.2.9) Dinammetro 2N
Este instrumento de medicin nos sirve para saber cunto es la fuerza que se genera en un determinado punto del objeto
3.2.10) Soporte para dinammetro 3.2.11) Cinta mtrica, 2m 3.2.12) Sedal 3.3 REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 Pie esttico 3 varillas soporte 600 mm 2 varillas soporte con orificio 100mm Nuez doble Palanca Con este objeto nos servir para medir la tensiones en la cuerdas generadas por en un determinado punto en la palanca
3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9
Dinammetro 1N Dinammetro 2 N Soporte para el dinammetro Sedal
4) PROCEDIMIENTOAl entrar en laboratorio el profesor nos entrego los materiales para realizar el experimento de centro de gravedad nos trajo el pie estatico, las nueces dobles la varilla soporte de 600 mm, un pasador, sedal, figuraras geomtricas de cartulina entonces con todos los materiales ya armados nos pusimos a trabajar en el experimento primero en la figuras haba en
cada vrtice un agujero en el cual tenamos que ingresar el sedal u pasarlo al pasador y luego marcar dos puntos para luego rasar una recta y as hasta terminar de trazar con todos sus vrtices de la figura y luego tenamos que ver si todas las rectas se cortan en una solo punto y si no porque no se corta Luego de acabar con el experimento de centro de gravedad fuimos a realizar a otra mesa el experimento del polipasto en la mesa ya estaba armado todo el sistema que consista en 2 poleas dobles, un sedal, un dinammetro, el pie esttico, la nuez doble y los platillos de pesas que hacan el papel de la fuerza de tensin del sedal medimos la fuerza de aparente usando el dinammetro cuando se le pona un determinado peso El ultimo experimento se trataba de ver como se la viga sin carga en este experimento ponamos en un par de puntos de la barra para as ver si la barra era homognea, que pasaba conforme los puntos se acercan al centro eran problemas de equilibrio de un cuerpo rgido
5) DATOS EXPERIMENTALESTabla N 2.1 Fr = 0.06 N m(Kg) 0.05 0.1 0.15 0.2 Tabla N 3.1 Marca M1 10 6 3 M2 10 6 3 F1(N) 0.69 0.68 0.68 F2(N) 0.68 0.7 0.7 Ftot(N) 1.37 1.38 1.38 F1/F2 1.015 0.971 0.971
m.g(N) 0.4905 0.981 1.4715 1.9262
F(N) 0.14 0.28 0.42 0.5
Fg(N) 0.5505 1.041 1.5315 2.022
Fg/F 3.9321 3.7178 3.6464 4.044
Tabla N 3.2 Marca M1 10 10 10 10 10 M2 8 6 4 2 0 F1(N) 0.62 0.52 0.4 0.24 0 F2(N) 0.74 0.84 0.98 1.12 1.38 Ftot(N) 1.36 1.36 1.38 1.36 1.38 F1/F2 0.838 0.619 0.408 0.214 0.000
6) ANALISIS DE DATOS
DATOS DE TABLA 2.1: M (Kg) =0.05
(
)(
)
(
)
DATOS: M (Kg) =0.1
(
)(
)
(
)
DATOS: M (Kg) =0.15
(
)(
)
(
)
DATOS: M (Kg) =0.2
(
)(
)
(
)
7) CUESTIONARIO1.1 En los cuerpos del 1 al 4, coinciden las marcas del centro de gravedad hallado por Ud., con la lnea que sigue el sedal? Explique Respuesta: Si porque en las cartulinas de las figuras del 1al 4 son figuras geomtricas simples Adems el centro de masa coincide con el centro geomtrico si es que la figura es homognea y en este caso si son figuras simtricas El cuerpo 3 un vrtice no coincide con las otras rectas de los otros vrtices esto pude ser porque el agujero donde se coloca el sedal estn mal hecho
1.2 Qu se puede deducir de lo anterior? Respuesta: Concluimos que en la realidad el centro de masa (C.M) no coincide con todos los vrtices necesariamente Los agujeros no estn ubicados adecuadamente y esto trae nos lleva a un error
1.3 para el cuerpo 6, Qu sucede con las lneas por donde pasa el sedal? Respuesta: 1.4 Qu pasa si cuelga el cuerpo por el punto donde se intersecaron las lneas? Respuesta:
Se debera mantener en equilibrio mecnico es decir la fuerza neta es 0 donde debe cumplir las 2 condiciones del equilibrio la primera suma de fuerzas igual a cero y la siguiente la suma de las torcas debidas a todas las fuerzas externas deben ser igual a cero. Si se tomara desde ese punto el objeto estara de forma horizontal lo cual confirma que ese punto es el centro de gravedad 1.5 Qu puedes decir de este punto? Respuesta: El punto que hemos hallado es el centro de gravedad este punto es donde se considera todo su peso, puede ser interior o exterior es un punto de gran importancia porque normalmente en fsica se trabaja respecto a sistemas que se comportan como partculas 1.6 Cmo puedes determinar el centro de gravedad del cuerpo 5, donde se encuentra? Respuesta: 1.7 es posible que el centro de gravedad de un cuerpo se encuentre fuera de ella, por qu? Respuesta:
Si es posible que el centro de gravedad se encuentre fuera del objeto debido que el centro de gravedad es un punto donde se debera estar concentrada la fuerza de peso del objeto 1.8 hay alguna diferencia entre el centro de gravedad y el centro de masa?, explique Respuesta: Centro de gravedad es punto donde actan las fuerzas gravitatorias puede estar dentro o fuera del objeto El centro de masa se considera un punto donde se concentra toda la masa de un objeto o sistema
2.2 Es ms fcil levantar la carga directamente, o con el polipasto? Explique Respuesta: Con el polipasto porque son sistemas que nos permite levantar cargar con un menor esfuerzo con el uso de poleas mviles y fijas. Las poleas mviles se caracterizan porque tienen un movimiento de traslacin y las cargas se reparten por igual por lo que el esfuerzo realizado se reduce mientras que las poleas fijas se caracterizan porque modifican la direccin del movimiento y reduce el rozamiento 2.3 Existe relacin entre el coeficiente de Si existe Cul es la relacin? y el numero de poleas?
Respuesta: El coeficiente de es parecido al nmero de poleas es por eso
que se deduce que en funcin del nmero de poleas se obtiene un menor peso aparente que nos reduce el esfuerzo mecnico realizado por la tensin en la cuerda
3.3 Al comparar con Qu resultados tienes? De una explicacin desde el punto de vista fsico Respuesta: Al comparar con me doy cuenta que la fuerza B es la mitad de la fuerza total o fuerza de gravedad debido que el objeto esta siendo sostenido de
3.4 Al comparar
con las cifras de las marcas (M1 y M2), Qu se
observa? De una explicacin desde el punto de vista fsico Respuesta: Se observa qu distancia iguales de separacin respecto al centro de la barra el cociente de se aproxima a uno (1) y si
observamos mejor no es coincidencia que las distancia de separacin desde el centro de la barra sean iguales si dividimos la marca esto tambin es 1.Es porque no importa la
separacin sino importa que la fuerzas de tensin en los dinammetro estn de forma paralela con la fuerza de gravedad de la barra Si la los dinammetro se encontraran en diferentes distancia respecto al centro de gravedad la lectura sera diferente por los momentos de fuerza sabiendo que el momento de fuerza debe ser
3.5 Qu significado tiene el centro de la viga? Que representa desde el punto de vista fsico? Respuesta:
el centro de la viga representa el centro de gravedad y como es un objeto homogneo tambin representa el centro de masa lo que significa que en ese punto se puede llegar al equilibrio si se colgar desde ese punto
3.6 Qu pasara si tanto los dinammetros como la viga no estuvieran en posicin vertical, respectivamente? Explique Respuesta: El cociente de no se aproximara a uno (1) sino que la fuerzas
de tensin en los dinammetros han cambiado de inclinacin entonces esa fuerza deben descomponerse y la tensin respecto al eje y las suma de las 2 fuerza de tensin deben ser igual a la fuerza de gravedad de la barra lo caula trae como consecuencia que los dinammetro cambien su lectura debido al ngulo de desviacin de la barra
3.7 si se tuviese una viga no homognea se cumplira lo mismo que en este experimento? Explique Respuesta: No debido a que el centro de gravedad en un cuerpo que no es homogneo quiere decir densidad no uniforme no se encuentra en el centro de la barra 8) RECOMENDACINES DEL ESTUDIANTE Recomiendo que en el laboratorio se vea ms la parte fsica del clculo del centro de masa para cuerpo irregular de forma ms profunda y as ver como se relaciona con la realidad y sus aplicaciones. Me gustara tambin ver en el laboratorio un experimento sobre un ejercicio de equilibrio como es el caso de una tabla apoyada en 2 puntos y ver hasta qu punto se puede desplazar una persona o carga
9) CONCLUSIONES Centro de gravedad Concluimos que en el laboratorio se puede calcular el centro de gravedad experimentalmente con el uso de unos cuantos instrumentos y que no necesariamente el centro de gravedad debe estar en el cuerpo sino que puede estar fuera, como es el caso del disco hueco Equilibrio Se aplico en el experimento del polipasto que es un sistema de de poleas concluimos que a mayor numero de poleas menor es el esfuerzo realizado pero en la realidad el nmero mximo de poleas mviles es 4 es de gran importancia como funcin y cul es el principio que rige este mecanismo Reacciones en los apoyos en una viga sin carga Concluimos que las fuerzas se distribuyen homogneamente si se usan equidistantemente pero cuando no se usa equidistante se logra un desequilibrio en el sistema concluimos tambin que en el centro de la barra se mantiene en equilibrio
10) BIBLIOGRAFIA YOUNG ,FREEDMAN /FISICA UNIVERSITARIA /PEARSON/DECIMO SEGUNDA EDICION RAYMOND SERWAY /FISICA PARA CIENCIA E INGENIERIAS/THOMSON / SEXTA EDICION
