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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

NOMBRE: JEYSON VEGA

DOCENTE: Mgs. Gonzalo Gonzales

ASIGNATURA: FISICA

CURSO: 3ro

FECHA: 08/05/2017

II

“A”

FECHA DE ENTREGA: 15/05/2017

TEMA: COMPOSICIÒN Y DESCOMPOSICIÒN DE VECTORES

LABORATORIO DE FISICA I

PERIODO ACADÉMICO OCTUBRE 2016 – MARZO 2017

Laboratorio de Física I

INTRODUCCIÓN

¿Cómo se mide la masa? La masa es una cantidad física medible con un instrumento llamado balanza y se puede expresar en diferentes unidades, como el miligramo [mg], el gramo [g], el kilogramo [kg], la tonelada [t], etc. Sin embargo, en el sistema internacional de unidades, la unidad más usada para expresar la masa es el kilogramo. 1 t = 1.000 kg 1 kg = 1.000 g 1 g = 1.000 mg Vamos ahora al peso El peso es la fuerza que la gravedad de cualquier planeta ejerce sobre un cuerpo, de acuerdo a la masa que posee dicho cuerpo. El valor de esta fuerza depende de variables como: • La distancia del cuerpo al centro del planeta. • La masa del planeta. Por esta razón el peso de un mismo cuerpo cambiará, dependiendo del lugar del universo en el que se encuentre. Esta es la razón que se dice que la masa se posee y el peso se ejerce. Para calcular el peso de un cuerpo en la superficie de nuestro planeta, basta con aplicar la siguiente ecuación: W=mxg Donde W representa el peso, m la masa y g la aceleración de gravedad. Podemos llamar simplemente gravedad a la aceleración de la gravedad; ésta tiene un valor aproximado de 9,8 newton [N] por cada kilogramo de masa que posea el cuerpo. Para emplear este valor, la masa debe ir expresada en kilogramos. El peso disminuye con la altura, pues a medida que el objeto se aleja del centro del planeta su peso disminuye. El peso es una fuerza dirigida siempre hacia abajo, debido a que es la fuerza ejercida por la gravedad, es decir, hacia el centro del planeta, y actúa sobre todos los cuerpos situados en su superficie. Por esto, se representa con un vector que tiene una dirección vertical al lugar donde se encuentra el cuerpo y cuyo sentido apunta siempre hacia el centro de la Tierra. El peso se mide con un instrumento llamado dinamómetro y la unidad de medida es el newton [N].

Fig 1. La figura 1 representa un asteroide sometido a las fuerzas Fx y Fy actuando sobre un punto común y que reciben el nombre de fuerzas concurrentes. Cada vector tiene una dirección y una magnitud definida. La fuerza del asteroide, se puede determinar por la adición de los vectores Fx y Fy. En la gráfica se utiliza el método del paralelogramo para encontrar la resultante. La diagonal del paralelogramo Fr, está definida por Fx y Fy, el vector que indica la magnitud y la dirección de la fuerza total que actúa sobre el asteroide se denomina fuerza resultante. La fuerza Fe que se representa por una línea punteada en dirección opuesta a Fr, es LA fuerza a la fuerza necesaria para mantener en equilibrio al sistema.

MONTAJE EXPERIMENTAL Y PROCEDIMIENTO Realice el montaje de las poleas y el juego de masas sobre la mesa de fuerzas como se muestra en la figura 2

Figura 2. Utilice las poleas y los juegos de masa como se muestra en la figura 2. donde se muestran dos fuerzas conocidas F1 y F2. Para evitar que estas masas desplacen el anillo fuera de la posición central. Determinar la magnitud de Fe. Para ello varíe la masa del portapesas equilibrador para variar la magnitud de la fuerza y el angulo de la polea correspondiente para variar la dirección hasta que el anillo plástico quede centrado con el anillo dibujado en la escala graduada. NOTA: Para minimizar el efecto da la fricción en la polea, mueva el hilo de una de las componentes hasta que se equilibre, repita este proceso las veces que sea necesaria, esto ayuda a que la fuerza que converge en el anillo sea una fuerza verdadera cuando esta se encuentre en equilibrio. Registre la magnitud de la fuerza porta pesas

F1, F2, y Fe, el valor de las masas M1 y M2 incluyendo las masa del

y también θ1, θ2 y θe, estos ángulos se toman con respecto al cero de graduador

Angulo (grados)

Masa(g)

Masa(Kg)

Fuerza(N)

115,7

0,115

1,133

0

116,3

0,1163

1,124

60

183,7

0,1837

1,800

210

Dibuje las magnitudes de F1, F2, y Fe en hojas milimetradas

utilizando una escala apropiada (Ej. 2cm/N)

y haga la magnitud de cada vector proporcional a la magnitud de la fuerza. Enumere cada vector e indique la magnitud de la fuerza que representa. Sobre su diagrama, use el método del paralelogramo para dibujar la resultante de F1 y F2. Marque la resultante Fr, mida la magnitud de Fr para determinar la fuerza resultante y registre esta magnitud en su diagrama. Encuentre la resultante y la dirección utilizando el método de descomposición de fuerzas.

Compare el resultado obtenido por los dos métodos. Tenga en cuenta que las fuerzas están situadas en el eje y y x respectivamente.

Siga los pasos del montaje anterior dejando el hilo horizontalmente con respecto a la polea, una segunda masa debe colgar verticalmente del anillo plástico. Mueva el dinamómetro hasta que la polea quede horizontal y la masa que cuelga esté vertical. Anote la magnitud del ángulo de F. Mida el ángulo como se muestra

Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a flexión y corte; si las cargas no son perpendiculares se produce algo de fuerza axial, pero esta no es determinante en el diseño. Los apoyos de vigas, son los elementos que le proporcionan la estabilidad a la viga y por lo general, se encuentran en los extremos o cerca de ellos. Las fuerzas en los apoyos que se generan son productos de las cargas aplicadas y se llaman reacciones y equilibran las cargas aplicadas. Analíticamente estas reacciones representan las incógnitas de un problema matemático. Las reacciones se pueden dividir en tres grupos que corresponden al tipo de apoyo que se está empleando (Das, Kassimali y Sami, 1999). Un cuerpo está en equilibrio cuando se encuentra en reposo o tiene un movimiento uniforme. Analíticamente se expresa cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es nula, se afirma así que el sistema de fuerzas no produce efecto alguno sobre el cuerpo y se dice que el sistema de fuerzas está en equilibrio. R =ΣF = 0 Para evaluar la situación de equilibrio en un cuerpo determinado, se hace un gráfico del mismo llamado “Diagrama de cuerpo libre”. Este diagrama consiste en aislar completamente el cuerpo o parte del mismo y señalar todas las fuerzas ejercidas sobre él, ya sean por contacto con otro cuerpo o por su propio peso.

El centro de gravedad es

el

punto de aplicación

de la resultante de todas

las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo. En otras palabras, el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales. que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.

Tabla de resultados Tabla N° 1. Ítem

MARCA

F1/N

F2/N

Ftot/N

F1/F2

1

10

10

0,8

1

1,9

0,9

2

6

6

1

1

2

1

3

3

3

1,1

0,85

1,95

1.29

F1/N

F2/N

Ftot/N

F1/F2

Tabla N° 2 Ítem

MARCA

1

10

8

0,89

1,03

1,92

0,86

2

10

6

0,51

0,81

1.32

0,62

3

10

4

0,4

0,85

1.25

0,47

4

10

2

0,27

1,1

1.37

0,24

5

10

0

0,8

1,2

2

0,66

Tabla de error Tabla N° 3 Ítem

Equipo

Capacidad

Sensibilidad

E.a.

1

Dinamómetro 1

4 N

0,1 N

0.05 N

2

Dinamómetro 2

4N

0.1 N

0.05 N

Anexos

Conclusiones En esta práctica pudimos observar el comportamiento del centro de gravedad, que fue la fuerza resultante de todas las fuerzas aplicadas en la viga. El papel que desempeña el

centro de la gravedad en la viga se proyecta en un punto teórico en el cual el objeto puede ser balanceado. El objeto se comporta como si su peso estuviera concentrado en ese punto, y es el punto alrededor del cual el cuerpo puede permanecer inmóvil (llamado también punto de equilibrio). Las mediciones que se obtuvieron con los dos dinamómetros fueron distintas ya que se debe tener en cuenta que las posiciones en la viga eran distintas y por dicha razón los valores obtenidos mostraban distinta tensión, y esta aumentaba cuando los sedales se encontraban más cerca del punto centro de la viga. La Ingeniería Civil no es una ciencia aislada, ya que para complementar y facilitar su estudio y aplicación, es indispensable echar mano de los conocimientos utilizados en otras ramas.