• Author / Uploaded
• langberggibson

• Categories
• Fuerza
• Tasas temporales
• Física y matemáticas
• Física
• Mecánica clásica

Citation preview

TECSUP

Laboratorio de física II

ESTÁTICA: SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO

FUNDAMENTO TEÓRICO: Torque o momento de una fuerza: Es el equilibrio de los cuerpos cuando están sometidos a la acción de fuerzas no concurrentes surgen en una nueva magnitud física llamada torque , que tratara de justificar de un modo directo la capacidad que poseen la fuerzas para producir rotación. El valor del torque que resulta es directamente proporciona a la fuerza (F) y el brazo de la palanca (d) Se define como brazo de palanca a la mínima distancia que existe entre el centro de la rotación y la recta de acción de la fuerza M = ±F b Caso especial: Si observamos la figura y aplicamos matemática se notara que: d = L sin ∅

Ahora reemplacemos en la ecuación: M=Fb

Tendrás lo siguiente:

M = F L sin ∅

1

TECSUP

Laboratorio de física II

Teorema de Varignon: El teorema fue enunciado por el francés Pierre varignon (1654-1722) en el año 1687 estable que:

“El momento de la fuerza resultante de dos a mas fuerzas concurrentes (o paralelas) respecto de un punto cualquiera del cuerpo afectado es igual a la suma de los momentos de cada fuerza respecto del mismo punto”

Suma de la Resultante = Suma de los momentos individuales

(MFR )0

=

�(M𝐹𝐹 )0

Regla de signos Asumiremos signo al torque (momento de una fuerza).

M0F (−) Horario

M0F (+) Anti horario

2

TECSUP

Laboratorio de física II

MATERIALES:  Computadora personal con programa Data Studio instalado.  Interface Power Link.  Sensor de fuerza  Pesa de 0,5 N (6).  Varillas  Bases soporte  Nuez doble  Trasportador.  Regla.  Calculadora.

Transportado

Interfase Power Link

Data Sudio

Nuez doble

Pesas

Sensor de fuerza

Regla

Calculadora

Base y varilla

3

TECSUP

Laboratorio de física II

PROCEDIMIENTO:

M om ento de una fuerza o torque: Realizar el montaje como muestra la quía de laboratorio.

PRIMER CASO

SEGUNDO CASO

TERCER CASO

F1

N

1.0

1.0

1.0

0.5

1.0

1.5

1.0

1.0

1.0

L1

Cm

18

9

4.5

18

6

18

7.5

9

9

Lf

Cm

18

18

18

18

18

18

18

9

4.5

F

N

0.97

0.46

0.24

0.43

0.31

1.48

0.41

0.95

1.91

F1l1

N.cm

18

9

4.5

9

6

27

7.5

9

9

F2l2

N.cm 17.46

8.28

4.32

8.28

5.58

26.64

7.38

8.55

8.64

8%

4%

8%

7%

1.3% 1.6%

5%

4%

Error

%

3%

4

TECSUP

Laboratorio de física II

M om ento de una fuerza con varias fuerzas aplicadas: Realizar el montaje como muestra la quía de laboratorio.

Primer caso

Segundo caso

Tercer caso

Cuarto caso

F1

N

0.5

0.5

0.5

0.5

F2

N

1.0

1.0

1.0

1.0

F3

N

1.0

1.0

F

N

0.84

1.22

2.69

1.71

l1

cm

6.0

7.5

4.5

4.5

l2

cm

15.0

18.0

12.0

9.0

l3

cm

18.0

15.0

lF

cm

12.0

15.0

12.0

18.0

∑li.Fi

N.cm

10.5

14.5

21.5

22.5

Lf.F

N.cm

10.08

14.64

20.88

21

Error M

%

4%

-0.97%

2.88%

6.64%

5

TECSUP

Laboratorio de física II

P alanca de un solo brazo: Realizar el montaje como muestra la quía de laboratorio, además medir el peso de la regla en equilibrio (P) con el sensor de fuerza.

F1

F2

F3

P

FMEDIDA

Fi

N

1

1

1

0.24

2.12

Li

cm

9.0

25.5

36.0

18.0

36.0

li.Fi

N.cm

9

25.5

36

4.32

∑M0= li.Fi

74.82

% Error M =

MMEDIDO 1.95%

76.33

6

TECSUP

Laboratorio de física II

R eacción de un pasador:

F1

F2

F3

P

FMEDIDA

Fi

N

1

1

1

0.24

3.16

Li

cm

9.0

25.5

36.0

18.0

36.0

li.Fi

N.cm

9

25.5

36

4.32

∑M0= li.Fi

74.82

% Error M =

MMEDIDO 1.95%

α = 45º

76.33

RPIN 0 = 0 N (reacción en el pin 0 y dirección) αº=

90

º

La reacción ¿pasa por la línea de acción de la fuerza? ¿Por qué? Si, por que el punto “O” es el punto de referencia.

7

TECSUP

Laboratorio de física II

OBSERVACIONES:  La regla de 36 cm estaba dividida en 24 partes iguales, 1 espacio = 1.5 cm  Trabajamos con pesas de 0.5 N c/u  Trabajar con el ángulo de 45º facilitó el cálculo del cuarto experimento

CONCLUSIONES:  Comprobamos la 2da condición de equilibrio para fuerzas coplanares no concurrentes

8

TECSUP

Laboratorio de física II

APLICACIÓN:  Al aplicarse la fuerza al martillo apoyado éste sobre un punto “O”; se produce un efecto de rotación (momento) que hace girar al martillo clavo con Respecto a dicho punto.

 Al encontrarse demasiado duro el contacto del perno, es muy difícil extraerlo con una llave por mas grandiosa que sea la fuerza; por tal motivo se suele aumentar el brazo de palanca con ayuda de una barra.

9