Laboratorio Física General Informe 04 UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Asignatura: Laboratorio De Física

Semestre Académico: 2015-II

Profesor:

Integrantes:

Layme Estrada, David Edgar 15160103

López Saldivar, Marco Antonio 14160278

Villegas Mejía, José 15160112

Álvarez Rosales, Vladi 15160276

Nizama Roque, Jairo 15160106

2015LIMA_PERÚ

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Escuela Académica Profesional de Ingeniería Civil

I. INTEGRANTES

Nº Alumno código Firma1 Layme Estrada, David Edgar 151601032 López Saldivar, Marco Antonio 141602783 Villegas Mejía, José Edwin 151601124 Álvarez Rosales, Vladi 151602765 Nizama Roque, Jairo 15160106

II. OBJETIVOS

Analizar el comportamiento del sistema de fuerzas coplanares y concurrentes. Saber el concepto de 1 y 2 condición equilibrio mecánico. Conocer las condiciones necesarias para que un cuerpo se encuentre en reposo.

MATERIALES

Soporte Universal Poleas Dinamómetro Cuerda Pesas Regla Patrón Balanza Transportador

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III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MONTAJE 1

1. Arme el sistema de fuerzas coplanares y concurrentes. Suspenda en los extremos de la cuerda pesos diferentes F1 y F2 y en el centro un peso E. Deje que el sistema se estabilice. Recuerde que debe cumplirse la ley de la desigualdad de los lados del triángulo “un lado es menor que la masa de los otros dos y mayor que su diferencia”

2. Luego con el transportador medimos los ángulos y anotamos.

3. Repita los pasos mencionados anteriormente para los siguientes casos:

Coloque F1, F2 y E iguales en modulo y mida los ángulos α, β, γ que se forman alrededor del punto. Los pesos que se colocaron son 100 g, 100 g, 100 g

Coloque |F1|; |F2| y |E| que estén en relación 3:4:5 y mida los ángulos que forman

entre ellos. Los pesos que se colocaron son 60 g, 80 g, 100 g

Coloque |F1|; |F2| y |E| que estén en relación 12:5:13 y mida los ángulos que

forman entre ellos. Los pesos de las fuerzas son: 120 g, 50 g, 130 g

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MONTAJE 2

1. Suspenda la regla con los dinamómetros, utilice los agujeros en 10 cm y 70 cm para las fuerzas F1, F2 como muestra la Figura 5. Anote las lecturas en cada dinamómetro

2. Coloque en el agujero del centro de gravedad de la regla un cuerpo de masa 400g

que es la F⃗ 3 . Anote las lecturas en cada dinamómetro.

3. Desplace el cuerpo de F⃗ 3 a 30cm del primer dinamómetro. Anote las lecturas de cada uno de ellos.

4. Adicione un cuerpo de masa de 200 g a 10 cm del segundo dinamómetro. Anote sus lecturas de cada uno de ellos.

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IV. DATOS EXPERIMENTALES

MONTAJE 1

TABLA 01

Son iguales las tensiones y los ángulos en el caso 2? ¿Por qué?

Tenemos:

MASAS m1=m2=m3

Además:

Teóricamente si está en equilibrio, entonces:

l F1 l = gm1

l F2 l = gm2

l F3 l = gm3

Como:

m1=m2=m3

Las fuerzas: F1, F2, F3 ,deben ser iguales en magnitudPara los ángulos sabemos que si tres fuerzas están en equilibrio, entonces deben formar un triángulo de fuerzas.

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Nº caso m1(g) m2(g) m3(g) F1(N) F2N) F3(N) α β γ

1 170 200 280 1.7 2 2.8 82° 135° 143°2 150 150 150 1.5 1.5 1.5 120° 120° 120°3 60 80 100 0.6 0.8 1 90° 128° 142°4 100 240 260 1 2.4 2.6 158° 112° 90°


Tenemos:

∴α=β=γ=120 °

Observación

Debido a que las masas de los objetos usados en laboratorio para pesar no eran igual a su masa indicada en cada una de ellas, es decir, cada pesa u objeto varía unos cuantos gramos. Esto hace que la fuerza o tensión varíen y a su vez los ángulos varíen.

MONTAJE 2

TABLA 02. Medidas de las lecturas de los dinamómetros según casos indicados en la guía

Caso 1. Los dinamómetros están posicionados a 10cm y 70cm de la regla de maderaCaso 2. Una masa de 400gr en el centro de gravedad de la reglaCaso 3. La masa de 400gr ubicado a 30cm del primer dinamómetroCaso 4. Adiciones un bloque de 200gr a 10cm del segundo dinamómetroConsidere como eje de aplicación de los torques el centro de gravedad de la reglaN° Caso m1 (Kg) m2 (Kg) x1 (m) x2 (m) F1 (N) F2 (N)

1 ….. ….. ….. ….. 0,8N 1,6N2 0.400 ….. 0 ….. 2,1N 4,2N3 0.400 ….. -0.1 ….. 2,8N 3,6N4 0.400 0.200 -0.1 +0.3 2.45N 5.9N

MASA REGLA = 240gr = 0.24kg

¿Son iguales las lecturas en los dinamómetros en los casos 2 y 3? ¿Por qué?

RPTA:

No son iguales porque en el caso 3, la masa de 0.400kg se desplaza 0.1m respecto al punto donde se encontraba en el caso 2. Por lo cual esto ejerce una variación en la lectura de los dinamómetros, ya que se debe mantener el equilibrio (Traslación y Rotación).

V. RESULTADOS

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F3

F2

F1

gm1

gm3

gm260°

60°

60°

F1F2

F3

α=120°

120°γ=120°

β=

β

α

γ


2. Verificar si se cumple para todos los casos de la Tabla 02.

a) La condición de equilibrio de traslación

b) La condición de equilibrio de rotación

CASO 1

Condición de equilibrio de traslación

F1 + F2 + W = 0

0.8j + 1.6j – 2.4j = 0

Condición de equilibrio de rotación

Ԏ1 + Ԏ2 + Ԏw = 0 ; Ԏw= 0

r1XF1 + r2XF2 = 0

–0.4iX0.8j + 0.2iX1.6j

–32k + 32k = 0

CASO 2


F1 + F2 + W + Fm1 = 0

2.1j + 4,2j – 2.4j – 4j = –0.1j ≈ 0


Ԏ1 + Ԏ2 + Ԏw + Ԏm1 = 0 ; Ԏw= 0; Ԏm1 = 0

r1XF1 + r2XF2 = 0

–0.4iX2.1j + 0.2iX4.2j

–84k + 84k = 0

CASO 3

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F1 + F2 + W + Fm1 = 0

2.8j + 3.6j – 2.4j – 4j = 0


Ԏ1 + Ԏ2 + Ԏw + Ԏm1 = 0 ; Ԏw= 0

r1XF1 + r2XF2 + rm1XFm1 = 0

–0.4iX2.8j + 0.2iX3.6j – 0.1iX–4j

–112k + 72k + 40k = 0

CASO 4


F1 + F2 + W + Fm1 + Fm2 = 0

2.45j + 5.9j – 2.4j – 4j – 2j = –0.05j ≈ 0


Ԏ1 + Ԏ2 + Ԏw + Ԏm1 + Ԏm2 = 0 ; Ԏw= 0

r1XF1 + r2XF2 + rm1XFm1 + rm2XFm2 = 0

–0.4iX2.45j + 0.2iX5.9j – 0.1iX–4j + 0.3iX–2j

–98k + 118k + 40k –60k = 0

Observación:

En algunos casos no se cumple el equilibrio con exactitud, tal vez porque la precisión que tienen los dinamómetros no es la adecuada para el experimento.

VI. EVALUACIÓN

1.- ¿Qué diferencias hay entre la fuerza resultante y fuerza equilibrante?

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Se llama fuerza equilibrante a una fuerza con mismo módulo y dirección que la resultante (en caso de que sea distinta de cero) pero de sentido contrario. Es la fuerza que equilibra el sistema. Sumando vectorialmente a todas las fuerzas (es decir a la resultante) con la equilibrante se obtiene cero, lo que significa que no hay fuerza neta aplicada.

2.- ¿Qué observa de las fuerzas que actúan sobre la regla?

Primeramente el sistema se encuentra en equilibrio y por lo tanto debe cumplir dos

condiciones ∑ F=0;∑ t=0

De esta manera se concluye que la suma de las lecturas de F1 y F2 (tensiones señaladas en el dinamómetro), deben ser iguales a la suma de las fuerzas que son adicionadas a la regla acanalada (F3 y F4, pesos)

VII. CONCLUSIONES

En la experiencia desarrollada en el laboratorio observamos dos diferentes sistemas; el primero con fuerzas concurrentes y el otro con fuerzas paralelas.

Después hemos comprobado que el valor de las fuerzas que actúan en el sistema

debe ser igual a cero ∑ F=0 , luego hallamos las relaciones en un punto por

∑ t=0 que concuerda con los valores experimentales hallados.

Finalmente lo que podemos concluir que para que un sistema se encuentre en

equilibrio siempre debemos de tener en cuenta que ∑ F=0 y ∑ t=0.

VIII. RECOMENDACIONES

Calibrar la balanza antes de realizar la medición de la regla patrón para evitar mayores errores.

Al realizar el torque, la regla patrón debe estar alineada horizontalmente para la buena aplicación de la 2 condición de equilibrio.

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Documents

fuerzas estn

tringulo de fuerzas

sistema de fuerzas coplanares

cuerpo de masa

primer dinammetro

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gm2l f3

masa indicada