Equilibrio estticoConclusiones de este experimento concluimos que:Cuando colocamos un resorte muy cerca al centro de masa a la barra este ejerce una mayor fuerza.En el caso de la viga voladiza

SugerenciasPara este experimento sugerimos que los resortes sean bien calibrados y estn de forma perpendicular a la varilla horizontal para as obtener mejores resultados de las fuerzas que sostienen a la barra Procedimiento

RESUMENEste informe detalla la experiencia en el laboratorio de fsica de la facultad de ciencias de la U.N.I en el cual se recogieron datos experimentales sobre las dimensiones que deben tener las distancias entre los resortes y el centro de masas a fin de que la barra quede en un equilibrio, para ello fue necesario determinar los pesos de 3 bloques de metal y de la barra a utilizar en el experimento.

OBJETIVOS* Medir una fuerza empleando un resorte.* Verificar experimentalmente las condiciones que cumplen las fuerzas que actan sobre un cuerpo cuando est en equilibrio.* Con un ejemplo sencillo, notar la importancia de los conceptos de fuerza y equilibrio en Ingeniera.

INSTALACION* Dos resortes en buen estado

* Dos soportes de metal

* Tres pesos

* Una barra de metal agujereada

* Una barra del soporte de metal

}

* Un nivel de burbuja

* Una regla milimetrada

PROCEDIMIENTO1. Calibracin del resorte

* Colocar entre los dos soportes de metal una varilla de metal que conecte a ambos soportes y ajustar bien.* Pesar los bloques de metal que se usaran para la calibracin del resorte.* Calibrar con el nivel de burbuja y los soportes, la posicin horizontal de la barra de metal.* Colocar los resortes suspendidos por un extremo a la barra de metal y medir su longitud natural.* Luego colocar un peso en el extremo libre del resorte y medir la elongacin que este ha sufrido.* Hacer lo mismo con los otros dos pesos restantes y con el otro resorte.

2. Armado del quipo

* Nivelar nuevamente la varilla de metal a fin de que su posicin sea horizontal.* Colocar los resortes en la varilla de metal que une los soportes de metal.* En los extremos libres de los resortes se unir la varilla de metal ms grande en los agujeros que esta posee y dejarla suspendida por accin de los resortes que sostendrn todo su peso deformndose cada uno.

3. Determinacin del centro de masa de la barra

* La varilla tiene varios agujeros por uno de ellos de pasara una pequea vara cilndrica si esta pasa por el centro de masa de la barra entonces esta estar en equilibrio por el contrario si se encuentra en otra posicin esta rotara puesto que generara un torque con respecto al centro de masa y como la masa esta uniformemente distribuida este tambin ser el centro de gravedad.

CALCULOS Y RESULTADOS

* Uso de un resorte para medir fuerzasMasa de los cuerpos obtenida de la balanza electrnicaM1 = 247.5 gramosM2 = 493 gramosM3 = 999.5 gramos1. Curva de calibracin del resorte A

Lo = 17.95 cmSe considera la aceleracin de la gravedad constante y de 9.8 m/s2 de magnitud

Fuerza Peso (N) | Deformacin (cm) |W1 = 2.4255 | 0.2 |W2 = 4.8314 | 2.75 |W3 = 9.7951 | 11.5 |

Usando ajuste de curvas para hallar la constante de elasticidad:17.052= 3b + KA* 14.45 (I)126.4151 = b*14.45 + KA*139.8525 (II)Resolviendo se tiene:KA = 0.6303 N/cm b = 2.647

2. Curva de calibracin del resorte BLo = 19.4 cm

Fuerza Peso (N) | Deformacin (cm) |W1 = 2.4255 | 0.2 |W2 = 4.8314 | 2.9 |W3 = 9.7951 | 12.3 |

Usando ajuste de curvas para hallar la constante de elasticidad:17.052 = 3b + KB* 15.4 (I)134.97589 = b*15.4 + KA*159.74 (II)Resolviendo se tiene:KB = 0.588 N/cm b = 2.665

* Verificacin experimental de las condiciones de equilibrio.Masa de la barra = 1870.34 gramosEsta medida fue corregida despus de medirla en la balanza mecnica.Wb = 18.33 N

Fuerza para el resorte A: KA = 0.6303 N/cmDeformacin = 15.5 cmFA = 9.76965 NFuerza para el resorte B: KB = 0.588 N/cmDeformacin = 5.15 cmFB = 3.0282 NPara calcular las torques: El ngulo que forma la barra con la horizontal.| Torque de FA (N.m) | Torque de FB (N.m) | Torque de Wb (N.m) | Torque resultante (N.m) |Respecto al CG | -1.429 | +0.883 | 0 | -0.546 |Respecto a A | 0 | +1.349 | -2.681 | -1.332 |Respecto a B | -4.278 | 0 | +5.345 | +1.067 |

Cuando se dice: Respecto a B o A hace referencia que se est tomando un punto de contacto entre la barra y cada resorte.En esta tabla solo se encuentran los resultados.OBSERVACIONES* Se considero al sistema en equilibrio, cuando estuvo totalmente quieto.* En la determinacin del centro de masa ,al colocar la barra en posicin vertical y la varilla que pasaba por sus agujeros en posicin horizontal se not que si la varilla pasaba por el centro de masa, la barra estaba en equilibrio si la varilla pasaba por una posicin en la que el centro de masa estaba relativamente ms arriba que esta, entonces la barra tena un equilibrio inestable puesto que el centro de masa estaba por encima y rotaba 1800, sin embargo, si la varilla pasaba por una posicin relativamente ms arriba que el centro de masas la barra tena un equilibrio estable y si se le perturbaba esta volva a su posicin original.* La barra que se suspenda de los resortes oscilaba durante unos segundos producto del movimiento armnico natural cuando se suspende de resortes* Existe un pequeo error debido al rozamiento que le ejercen los soportes de metal que interactan poco tiempo con la barra cuando esta oscila* Existe un pequeo error en el clculo del peso de los bloques de metal que se utiliz para determinar la constante de elasticidad de los resortes, ya que al pesarlos por la balanza mecnica arrojaba un valor distinto al de la balanza electrnica que es mucho ms precisa* En el clculo del peso de la barra mayor se utiliz un factor de conversin producto de que esta barra no se puede pesar en la balanza electrnica pero los bloques de metal si, por ello se calcul el error entre la balanza mecnica y la balanza electrnica a fin de pesar la barra en la balanza mecnica y al multiplicar por el factor de error obtendremos el peso real de la barraCONCLUSIONES* En la primera parte se ve claramente que las curvas no pasan exactamente por los puntos que se obtuvo como datos, esto quiere decir que hay un error en la constante de elasticidad.* En la verificacin de equilibrio se nota que Wb y FA + FB toman valores distintos, esto se puede notar fcilmente por la propagacin del error de la constante de elasticidad.* Igualmente con el torque resultante respecto de cada punto, debera ser cero, pero los resultados no muestran eso, esto se debe principalmente al error que se toma en las mediciones.* Para un cuerpo, como el estudiado, se quiso buscar las siguientes condiciones: F =0 y t =0BIBLIOGRAFIA* Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniera, Manual de Laboratorio de Fsica.