Fuerzas en equilibrio practica de Fisica IPN ESIME

...

fuerzas es conveniente usar este método ya que podemos apreciar y calcular la fuerza resultante.

Fuerzas (N) Grados

F_1=7.1 N

F_2=4.2 N

F_3=5 N

α θ=0°

β θ=136°

γ θ=212°

F_(1 )= 7.1cos 0+7.1 sen 0 N

F_(2 )= -4.2 cos 136+4.2 sen 136 N

F_(3 )= -5 cos 212-5 sen 212 N

∑▒〖F_x= 〗 7.1-3.02-4.2=-0.12 N

∑▒〖F_y= 〗 0+2.91-2.6=0.31 N

F_R=√(〖(-0.12)〗^2 )+〖(0.31)〗^2

F_R=0.28 N

Análisis

Con las lecturas tomadas encontramos los componentes vectoriales dados en el experimento, los aplicamos en forma de vectores, los cuales tenían diferentes magnitudes y diferentes ángulos, aplicando conocimientos de física vectorial, se calcularon las fuerza que actúan sobre el objeto posteriormente se calculó la fuerza resultante, a su vez dichas fuerzas produjeron un equilibrio, con base al método grafico se comprobó que las medidas obtenidas son correctas ya que los resultados fueron similares en ambos tipos de análisis.

Por ambos métodos la fuerza resultante es de 0.28 N

Experimento 2

Metodología

En el experimento dos se pudo observar de manera práctica como en un cuerpo rígido pueden actuar fuerzas paralelas en las que el movimiento efectuado es de rotación.

El sistema se armó se hizo con una nuez de gancho y una palanca, 3 varillas de 1 m de longitud y 5 pesas de 50 gr cada una (El peso puede variar). Con el sistema armado se observó si la palanca sencilla se mantenía en equilibrio y posterior a eso se montaron las pesas. A partir de esto se equilibró la balanza (Esto a su vez es un torque) de forma que el sistema de fuerzas concurrentes quedara nivelado, posterior a esto se midieron las magnitudes de las fuerzas y se calcularon magnitudes de los momentos producidos.

Tabla III

Posición F_i (N) d_i (m) τ_i (m-N) Signo

B 0.98 0.38 0.37 -

C 0.98 0.20 0.19 +

D 0.49 0.39 0.19 +

τ_i=F_i d_i

τ_i=(0.98)(0.38)=0.37 Nm

τ_i=(0.98)(0.20)=0.19 Nm

τ_i=(0.49)(0.39)=0.19 Nm

Efectué la suma algebraica de los momentos y anote su resultado.

∑τ_i=-0.37+0.19+0.19= 0.01 Nm

Discrepancia: ±5% τ_i mayor=0.0095

Por lo tanto el resultado final del torque es:

0.01±0.0095 Nm

Análisis

Se dice que un cuerpo se encuentra en equilibrio si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual o se aproximan a cero. En este caso nos referimos a un equilibrio angular, esto a su vez es un torque. En este caso tuvimos teóricamente, un equilibrio angular por otro lado analíticamente notamos que nuestro resultado es aproximado a cero, lo cual quiere decir que si se obtuvo un equilibrio.

Se dice que es un torque ya que este tiene un eje (nuez de gancho) en el cual puede desplazarse angularmente, sin en cambio no sucedió ningún desplazamiento angular, lo cual quiere decir que hubo un equilibrio angular.

Experimento 3.1

Metodología

En el experimento 3.1 se armó un sistema de equilibrio diferente al hecho con anterioridad. En este experimento se requirió dos dinamómetros, la palanca y el juego de pesas de 50 gr cada una. Se hizo uso de las argollas de los dinamómetros con las cuales se dejó suspendido el sistema, que posteriormente se fueron introduciendo las pesas de tal manera que el sistema quedar en equilibrio como en el experimento anterior. En este caso el sistema se armó de tal manera que quedaran en equilibrio los dinamómetros y la palanca suspendida quedara completamente horizontal. Posteriormente a eso se determinó el peso de la barra y se procedió a tomar los datos obtenidos en los dinamómetros y las posiciones de los acetatos.

Tabla IV

Posición F_i (N) signo (f) d_i (m) τ_i (mN) Signo

A 1.9 + 0.48 0.9215 +

B 0.98 - 0.38 0.37 +

C 1.12 + 0 0 /

D 0.98 - 0.20 0.19 -

E 0.49 - 0.39 0.19 -

F 1.0 + 0.48 0.485 +

τ_i=F_i d_i

τ_i=F_i d_i

τ_i=(1.9)(0.48)=+0.9215

τ_i=(0.98)(0.38)=+0.37

τ_i=(1.12)(0)=0.0

τ_i=(0.98)(0.20)=-0.19

τ_i=(0.49)(0.39)=-0.19

τ_i=(1.0)(0.48)=+0.19

La suma algebraica de las fuerzas y los momentos son:

∑τ_i=+.9215+.37+.485-.19-.19= 1.1

∑Fi=+1.9+1.0-.98-.98-.49+1.12= 1.57

∆F=5%Fmax = ∆F=5%(1.9)= ∆F=0.095

∆τ_i=5%τ_mayor=∆τ_i=5%(.9215)=0.046

Por lo tanto:

∑Fi= 1.57±0.095 N

∑τ_i=1.1±0.046 Nm

Análisis

Al obtener y analizar los resultados obtenidos, notamos que se obtuvo un equilibrio dando como resultado una aproximación a cero.

Experimento 3.2

Metodología

En el experimento 3.2 se armó un sistema en el que la palanca está suspendida con ayuda de los dinamómetros,