Laboratorio: Mecnica de Solidos.CDIGO: GG1010LABORATORIO 01ESTATICA. Primera Condicin de Equilibrio.

Alumno (s):Apellidos y NombresNota

Kenyi Jess Lupo Chahuara

Jair Benigno Itme Zapana

Danny Medina

Marco Antonio Mamani Quispe

Profesor:Juan Muoz Medina Mesa: 04

Semestre :2Grupo:E

Fecha de entrega :200115Especialidad:C-2

INTRODUCCIN

En el Primer laboratorio de fsica realizamos el tema de ESTATICA. Primera Condicin de Equilibrio para lo cual tuvimos previamente que informarnos sobre este tema y posteriormente entenderlas y llevarlas a cabo en la experimentacin que haremos a continuacin.No obstante esta en nuestro deber de entender las explicaciones hechas por el docente a cargo, para que as de esa manera no cometamos el error de malograr los instrumentos a la hora de manipularlos.El laboratorio brindara conocimientos previos para realizar sin ningn error el desarrollo de esta.Qu es la ESTATICA?La Esttica estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir, aquellos cuerpos que se encuentran tanto en reposo como en movimiento con velocidad constante. Enesta prcticade esttica y primera condicinde equilibrio, se pretendellegar a comprobar experimentalmentela primera condicin de equilibrio, para fuerzas coplanarias y concurrentes. Con este laboratorio severificara los datosobtenidos por mtodos tericoscon losresultados obtenidos experimentalmente .En el presente informe se redacta detalladamente todos los procedimientos ,clculos y materiales que tuvimos que utilizar para desarrollar eficazmente este laboratorio.

Equipos de Seguridad Botas de seguridad

Lentes de Proteccin

OBJETIVOS Comprobar experimentalmente la primera condicin de equilibrio, para fuerzas coplanarias y concurrentes. Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los procedimientos tericos dados en clase y establecer las diferencias de forma porcentual. Determinar relaciones matemticas entre las variables fsicas que intervienen en el experimento.MATERIALES

Laboratorio: Mecnica de SolidosP.F.R

Semestre: 2

Tema. ESTATICA. Primera Condicin de Equilibrio.Grupo: E

Laboratorio 01

Computadora personal con programa PASCO CapstonTM instalado. Interface 850 universal interface o Interface USB Link. 02 sensores de fuerza. 05Pesas de 0.5N. 05 Varillas. 02 Bases de Soporte. 04 Nueces doble. Cuerda. Transportador. Regla. Calculadora.

Procedimiento:

1 Verificacin del sensor de fuerza (Dinammetro).Ensamblar todas las piezas como se ve en la figura siguiente.

Como observamos en la figura, podemos ver como mis compaeros estn realizando el montaje correspondiente, de la experiencia q vamos a realizar, Para ello es importante trabajar en equipo y con seguridad presente.Un buen montaje, nos ayuda mucho en la recoleccin de datos, para luego utilizarlos en nuestros clculos.

Posteriormente al montaje tenemos que ingresar al programa Pasco, para q nos ayude en la toma de datos, y empezamos con el uso de la balanza para saber los pesos en gramos de las pesas, luego pasamos al siguiente procedimiento.Vamos a utilizar la balanza para verificar los pesos en gramos de las pesas que tenemos como elementos en nuestra experiencia.

TABLA 01.

Cantidad de pesas12345

Masa.49.999.4149.2198.8248.8

Peso (N)= mg0.4890.9751.4631.9502.44

Lectura P+-P0.489+-0.050.975+-0.31.463+-0.41.95+-0.62.44+-0.6

No estire mucho el resorte, pues puede vencerlo y quedar permanentemente estirado, no deje el equipo suspendido del resorte.

Primer Montaje

La relacin de la grfica fuerza vs desplazamiento es obviamente lineal, de la pendiente de esta grafica obtenga los valores de K

Tabla con los coeficientes y longitudes de los resortes:Resorte N123

Constante K(N/m) 5.79

7.96

75.7

Longitud (cm) 5.25.35.4

Como podemos notar, la grfica que vimos anteriormente es una lnea, y la pendiente de esta ecuacin es la CONSTANTE DE ELASTICIDAD, del resorte 1

En esta otra grafica fuerza vs desplazamiento, observamos la pendiente de esta ecuacin es la CONSTANTE DE ELASTICIDAD, del resorte 2

En esta ltima grafica fuerza vs desplazamiento, observamos la pendiente de esta ecuacin es la CONSTANTE DE ELASTICIDAD, del resorte 3

Determinacin del periodo y la frecuencia de oscilacin:

Ingrese al programa Pasco CapstonTM, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocer el dinammetro y el sensor de movimiento, previamente insertado a la interface Power Link. Seguidamente arrastre el icono GRFICO sobre el sensor de movimiento, elabore una grfica posicin, velocidad y aceleracin vs tiempo. Haga el montaje, slo deber hacer oscilar la masa suspendida del resorte, mientras hace esta operacin su compaero grabar los datos resultantes de hacer dicha operacin.

Masa adicional para el resorte 1: 0.050 kg Masa adicional para el resorte 2: 0.080 kg Masa adicional para el resorte 3: 0.450 kg

No estire mucho el resorte, pues puede vencerlo y quedar permanentemente estirado, cuide que la masa suspendida no caiga sobre el sensor de movimiento.

Detenga la toma de datos despus de 10 segundos de iniciada. Es importante que la masa slo oscile en direccin vertical y no de lado a otro. Repita la operacin para cada resorte y complete las tablas siguientes. Identifique y halle las variables solicitadas con la ayuda del icono puntos coordenados. Borre los datos errneos, no acumule informacin innecesaria.

Clculos para el resorte N1:Grafica posicin vs tiempo:Masa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.0220.0230.020.021

Periodo (s)0.640.640.450.576s

Periodo terico (s)0.583sError%1.21%

X(t)X= 0.022x cos(10.76x10+8.20) =-0.09571m

Para el periodo terico: Para el error porcentual:

Como podemos observar los datos calculados fueron medidos correctamente y eso llevo a obtener un error de 1.21%

Grafica velocidad vs tiempoMasa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.180.1650.160.168

Periodo (s)0.600.610.580.59s

Amplitud terica (m/s)0.172Error%2.32%

V(t)V= -0.022x 10.76sen(10.76x10+8.20) =-0.0213

Clculos para hallar el error porcentual:

El resultado que obtuvimos al desarrollar el error porcentual nos dio 2.32%. Este calculo estimado esta dentro del rango que asumimos que es de 5%. Lo ms probable es que anotamos bien los datos y lo aplicamos de manera correcta.

Datos graficados en el programa Pasco Capstone: con el resorte 1:

Las graficas mostradas anteriormente corresponden a los datos graficados con el resorte 1. La primera grafica de color roja corresponde a la posicin vs tiempo.La segunda grafica corresponde a la velocidad vs tiempo, y esta de color azul.

Clculos con el resorte 2: Grafica posicin vs tiempo:Masa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.0550.050.050.051

Periodo (s)0.630.660.610.63s

Periodo terico (s)0.628sError%1.21%

X(t)X= 0.022x cos(10.76x10+8.20) =-0.09571m

Como podemos observar los datos calculados fueron medidos correctamente y eso llevo a obtener un error de 3.2%

Grafica Velocidad vs Tiempo:Masa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.530.500.450.49

Periodo (s)0.720.660.550.59s

Amplitud terica (m/s)0.51Error%1.33%

V(t)V= -9.97x 0.50sen(9.97x10+1.57) =-4.88m/s

Clculos para hallar el error porcentual:

El resultado que obtuvimos al desarrollar el error porcentual nos dio 3.92%. Este calculo estimado esta dentro del rango que asumimos que es de 5%. Lo ms probable es que anotamos bien los datos y lo aplicamos de manera correcta.

Datos graficados en el programa Pasco Capstone: con el resorte 2:

Las grficas mostradas anteriormente corresponden a los datos graficados con el resorte 2. La primera grafica de color roja corresponde a la posicin vs tiempo.

La segunda grafica corresponde a la velocidad vs tiempo, y esta de color azul

Clculos para el resorte 3:Grafica posicin vs tiempo:Masa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.0250.0250.0250.025

Periodo (s)0.490.490.490.49s

Periodo terico (s)1.50Error%1.21%

X(t)X= 0.022x cos(10.76x10+8.20) =-0.09571m

Como podemos observar los datos calculados fueron medidos correctamente y eso llevo a obtener un error de 2.08%

Grafica Velocidad vs Tiempo:Grafica Velocidad vs Tiempo:Masa suspendida123Promedio total

Amplitud (m)0.60.570.590.58

Periodo (s)0.650.650.630.64s

Amplitud terica (m/s)0.592Error%1.33%

V(t)V= -9.97x 0.50sen(9.97x10+1.57) =-4.88m/s

Clculos para hallar el error porcentual:

El resultado que obtuvimos al desarrollar el error porcentual nos dio 4%. Este clculo estimado nos dio casi el lmite de error. Esto se debe a que pudimos cometer algn error., en los clculos o tal vez en la experimentacin

Grfica del resorte 3:

VII. CUESTIONARIO 5.1 Halle la frecuencia natural terica del resorte. Con la ayuda de la Transformada rpida de Fourier halle la frecuencia experimental (realice un grfico para cada resorte). Calcule el error.

f = 1.611 Hz Resorte 1

Resorte 2f = 1.514 Hz

Resorte 3f = 2.002 Hz

5.2 Utilizando la calculadora halle la posicin desde la posicin de equilibrio, Realice un diagrama de fase (grafica velocidad versus posicin) para cada uno de los resortes e interprete cada uno de los grficos y sus diferencias debido a la constante de los resortes.Resorte 1

Resorte 2

Resorte 3

5.3 Realice el ajuste sinusoidal a la posicin y aceleracin para cada uno de los resorte y escribe sus ecuaciones cinemticas.X=A cos (t+ )??= ?? ?? ??????(????+ ??)

Resorte 1

Resorte 2X=A cos (t+ )??= ?? ?? ??????(????+ ??)

X=A cos (t+ )??= ?? ?? ??????(????+ ??)

Resorte 3

5.4 Cul es el valor de la aceleracin de un oscilador con amplitud A y frecuencia f cuando su velocidad es mxima? amax= 2A

5.5 Qu magnitud caracteriza el periodo de un sistema resorte? La relacin que caracteriza al periodo es de estar con la masa y la constante de elasticidad del resorte.

5.6 Compare el sentido de la aceleracin con la velocidad y posicin para un movimiento armnico simple. Tiene el mismo o sentidos opuestos? Explique Tiene un mismo sentido, porque en el movimiento armnico oscila solo en una direccin ya sea vertical u horizontal. Por eso amplitud influye en la velocidad.5.7 Realice un anlisis terico las condiciones necesarias para que el pndulo sea un pndulo simple y su semejanza con el sistema masa resorte. Un pndulo simple consiste de un objeto pequeo colgado del extremo de un hilo sin peso. Tiene oscilaciones completas. La amplitud es el ngulo formado por la vertical. SEMEJANZA: E l periodo es independiente de su masa.

5.8 En la experiencia realizada se consider un sistema masa resorte en la direccin vertical, se obvio la fuerza gravitacional (peso del objeto suspendido) Por qu no se consider? Explique.Se consider para hacerle un poco de trabajo al resorte, as puede oscilar porque esttico no sera movimiento armnico simple y para eso es necesario que fuera aplicada una pequea fuerza. Adems de que en la forma vertical influye la gravedad.

5.9 Cul es la importancia de estudio de movimiento armnico simple? Explique con ejemplos de aplicados en el ejercicio de su profesin? Es importante porque en los sistemas de suspensin de equipos pesados, se trabaja con resortes ya que estos se contraen y expanden. Y por eso es conveniente repasar estos procedimientos para as no tener problemas en cuanto a los muelles o resortes de los equipos pesados.6- PROBLEMAS:

6.1- Una masa m=5.00 kg est suspendida en un resorte y oscila de acuerdo con la ecuacin de movimiento ()=0.5cos (5+4). Cul es la constante del resorte?=5 m = 5 kg =2/ ---=25=1.2566 ------=2