condicion de equilibrio. practica de laboratorio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y GEOLOGIA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE  FISICA

INFORME

CONDICIONES DE EQUILIBRIO

SIGLA                                       : FS-241

PROFESOR                          : Ing.

INTEGRANTES                    : LÍMACO CARPIO, Eleazar

AYALA MIGUEL yuri

CONTRERAS BARRIENTOS William

AUQUI BAUTISTA Roque

GRUPO                                    :  martes 6-9 pm

AÑO Y SEMESTRE AC.          :    2010 – I

FECHA DE EJECUCION       : 04 – 11 - 10

FECHA DE ENTREGA           : 09 – 11 - 10

AYACUCHO  -  PERÚ

2010

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I. Titulo: Condiciones de Equilibrio.

II. Objetivos.

Verificar experimentalmente las condiciones de equilibrio para una partícula, usando los diagramas de cuerpo libre.

Sumar por el Método del Paralelogramo, las fuerzas que actúan sobre el sistema en equilibrio de la Fig. 1.

III. Fundamento teórico.

En las leyes de Newton de la mecánica, se especifica que un sistema en reposo, o en movimiento rectilíneo y uniforme, solo cambia esos estados cuando se le aplica una fuerza nula.

Un cuerpo cualquiera es considerado como una partícula, cuando todas las fuerzas aplicadas convergen en un punto del cuerpo. Por consiguiente si la suma a todas las fuerzas es igual a cero, entonces se cumple la condición de equilibrio. Es decir.

∑i=1

n

Fi=0…………………………. (1)

Como se ve en la Figura 1, si las fuerzas son coplanarias:

∑n=1

n

FiX=0 y ∑i=1

n

FiY=0……………….(2)

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Aplicando las ecuaciones (2):

∑ Fx=T 1cos∝−T 2cosβ=0……… (3)

∑ Fy=T 1 sen∝+T 2 senβ−ω=0………(4)

Resolviendo las ecuaciones (3) y (4)

T 1= wcosβsen(α+β )

………..(5)

T 2= wcosαsen(α+β )

……….(6)

Además de la figura se verifica que:

T 1=w1 y T 2=w3………………..(7)

En las Ecuaciones (5) y (6) se puede determinar T1 y T2 conociendo el peso (w) y los ángulos α yβ , pero en las ecuaciones (7) solo se necesita conocer w1 y w2.

IV. Equipo y materiales.

02 soportes universales LEYBOLD. Una balanza analítica. Un cronómetro (±0,01 s). Un transportador (±0,5 °). Un juego de masa pendular. 3 conos. 2 poleas. Hilo.

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V. Procedimiento.

PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO:

1. Disponer el conjunto de pesas con los soportes atados con hilos tal como se indica la figura :

2. Leer lo que marcan ambos dinamometros asignados uno para cada tension y anote en la tabala 1.

3. Mida los angulos y con el transportador y anote en la tabla 1α β

4. Anote el valor del peso para medidas anteriores.

5. Cambie el valor de la pesa que esta suspendida su valor con el dinanometro y repita los pasos anteriores hasta completar latabla 1.

N T1(N) T2(N) P(N) αº βº ∑Fx(N) FY(N)1 2.9 2.9 5 53 60

2 3.2 3.5 6 54 59

3 3.3 4 7 53 59

4 4.7 4.6 8 54 60

5 5.1 6 9 56 62

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SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO.

6. Armar el equipo como se indica en la siguiente para la toma de datos.

7. Mida toda la distancia s respecto a un punto en las cuales actua una fuerza y anote en la tabla 2.

8. Mida la longitud y el peso de la regla.

9. Anote los valores de los pesos en la tabla en la tabla 2

10. Mida le valor de cada peso.

Tabla 2

X1(cm) X2(cm) X3(cm) X4(cm) X5(cm) X6(cm)

0.7 4.2 20.8 25.5 28.4 48.4

T1(N) T2(N) P1(N) P2(N) P(N) L(cm)

1.1 0.7 0.2 0.1 1.7 51

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Análisis de Datos.

CALCULOS PARA LA TABLA 1

∑ Fx=T 1cos∝−T 2cosβ=0

EXCEL : =(A1*SENO(D1))-(B1*COS(E1))

∑ Fy=T 1 sen∝+T 2 senβ−ω=0

APLIQUESE EN EXCEL: =(((A1*SENO(D1))+(B1*SENO(E1)))-C1)

N T1(N) T2(N) P(N) αº βº ∑Fx(N) FY(N)

1 2.9 2.9 5 53 60 0.098977563 0.064232134

2 3.2 3.5 6 54 59 0.044989315 0.140458069

3 3.3 4 7 53 59 0.053987697 3.453505024

4 4.7 4.6 8 54 60 0.483343495 -4.528437387

5 5.1 6 9 56 62 0.310379575 -7.694994291

CALCULOS PARA LA TABLA 2

X1(cm) X2(cm) X3(cm) X4(cm) X5(cm) X6(cm)

0.7 4.2 20.8 25.5 28.4 48.4

T1(N) T2(N) P1(N) P2(N) P(N) L(cm)

1.1 0.7 0.2 0.1 1.7 51

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VI. Cuestionario.

1. PARA LA SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO DETERMINE EL MOMENTO DE FUERZA RESULTANTE RESPECTO A LOS PUNTOS A, B, C, D, E.

∑ F - ∑F = O

∑F = 0.2X0.7+1.7X25.5+0.1X28.4 = 46.33N

∑ F = 4.2X1.8 + 48.4X0.8 = 46.28N

0.5

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2. Calcular ∑fx Y ∑Fy para cada caso y hacer los diagramas de cuerpo libre.

N T1(N) T2(N) P(N) αº βº ∑Fx(N) FY(N)

1 2.9 2.9 5 53 60 0.098977563 0.064232134

2 3.2 3.5 6 54 59 0.044989315 0.140458069

3 3.3 4 7 53 59 0.053987697 3.453505024

4 4.7 4.6 8 54 60 0.483343495 -4.528437387

5 5.1 6 9 56 62 0.310379575 -7.694994291

3. Defina reposo y equilibrio ¿Qué caso de equilibrio existen?

4. Haga el diagrama de cuerpo libre para una barra uniforme de longitud L y peso P en posición vertical.

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5. ¿Por qué una persona hecha el cuerpo hacia el frente cuando está sentada y desea ponerse en pie?

6. ¿Por qué es más fácil cargar un barra por la mitad que por un extremo?.

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VII. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS:

G.1. Conclusiones:Se comprobó las condiciones de equilibrio que teóricamente se pudo aprender y que en la práctica si no se toman datos exactos ni precisos no se pueden obtener resultados exactos.

Después de haber analizado diferentes datos reales en el laboratorio, podemos llegar a la conclusión de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento están interactuando diferentes tipos de fuerza, las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o, a mantenerse en estado de equilibrio, ya sea estático o dinámico.

G.2. SugerenciasEs necesario que cada alumno obtenga un instrumento de medida, sea cual fuera el trabajo a realizar.

También creo conveniente que los grupos de trabajo en el laboratorio, deberían ser de una menor cantidad de alumnos.

VIII. BIBLIOGRAFIA:

GUERRA SOTELO, “Manual de Laboratorio de Física para maestros”.

http://www.mitecnologico.com/Main/CondicionesDeEquilibrio http://www.monografias.com/trabajos71/equilibrio-fuerzas/equilibrio-

fuerzas.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/equilibriocuerp/

equilibriocuerp.shtml

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