Fis 2 Laboratorio 02 Estatica 2

8/16/2019 Fis 2 Laboratorio 02 Estatica 2

1/13

Mecánica de Sólidos Tecsup – P.F.R.

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 02PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 02

ESTÁTICA. SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO.

1. OBJETIVOS

1) Comprobar experimentalmente la segunda condición de euilibrio!para "uer#as coplanares no concurrentes.

$) %eri&car los resultados obtenidos experimentalmente ' contrastarloscon los procedimientos teóricos dados en clase ' establecer lasdi"erencias de "orma porcentual.

() eterminar relaciones matemáticas entre las *ariables "+sicas ueinter*iene en el experimento.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa PASCO CapstoneTM

instalado- ,nter"ace 80 !n"#e$sa% Inte$&a'e ( )SB %"n* - Sensor de "uer#a -1)- Pesa de !/ 0 -)- %arillas -()- 2ases soporte -()- Palanca con cursor ' manecilla- 3rapas -pin)- Transportador- Regla- Calculadora -alumno)

+. ,)NDAMENTO TE-RICO

+.1 Moento o To$/!e e !na &!e$a.

4n el euilibrio de los cuerpos cuando estos están sometidos ala acción de "uer#as no concurrentes! surge una nue*a magnitud"+sica llamada momento de fuerza o torque! ue tratará de 5usti&car

de un modo directo la capacidad ue poseen las "uer#as para producirrotación.

6u+ algunos e5emplos de momentos.

17


2/13


4s "ácil comprobar la existencia del momento sólo basta mirarlas &guras ' buena parte de las máuinas ' 8erramientas ue usamosa diario para comprobar su existencia. e este modo depende tantodel *alor F de la "uer#a! como de la distancia r de la l+nea de acciónde la "uer#a al centro o e5e de rotación.

Sabemos ue9

F r M ×= Ve'to$"a%ente

F l M .= Es'a%a$ente

+.1.1. Teo$ea e Va$"non.4ste teorema "ue enunciado por Pierre %arignon en 17:.

;l di5o9


3/13

Tecsup – P.F.R. Mecánica deSólidos

4nsamblar todas las pie#as como se *e en la &gura 1.

,"!$a 1. Primer monta5e.

,ngrese al programa PASCO CapstoneTM! 8aga clic sobre el icono'$ea$ e7pe$"ento ' seguidamente reconocerá los sensores de"uer#a -dinamómetros) pre*iamente insertados a la inter"ase 80

!n"#e$sa% Inte$&a'e.

?aga clic en el icono CON,I)RACION ' seleccione 'a4"a$ s"noa una "recuencia de / ?#. @uego presione el icono del SENSOR DE,)ER9A luego seleccione n!:$"'o ' cambie a $ ci"ras despuAs dela coma decimal. SegBn in"ormación proporcionada por el "abricantela m+nima lectura ue proporciona el euipo es de .( 0 ' la máxima/ 0.

espla#a el cursor de tal modo ue la manecilla seale *erticalmente8acia aba5o.

?acer el monta5e de los casos mostrados en las &guras $! ( ' =.Dtili#a los *alores de l1 ' l$ dados en la tabla 1.

$


4/13


,"!$a 2. Primer Caso.

,"!$a +. Segundo caso.

,"!$a 6. Tercer caso.

$1


5/13


@lene la tabla 1! calculando el porcenta5e de error -E error). Para estoasumir el producto l 1.,1 como *alor calculado ' el producto l , ., como*alor medido

TABLA 1

PRIMER CASO SE)NDO CASO TERCER CASO

,1 N 1! 1! 1! !/ 1! 1!/ 1! 1! 1!

l 1 cm 20 10 ; 20 12 20 8 10 10

l , cm 20 20 20 20 20 20 20 10 ;

, N 0. 1.;> 1.++

>

0> 0> +.6>

bser*ación9Podemos tomar a > e$$o$ como9

_ _ exp.100%

_

Valor teórico Valor erimental

valor teórico

−

6.2 Moento e !na &!e$a 'on #a$"as &!e$as ap%"'aas.

?acer el monta5e de los casos mostrados en las &guras /! ! : '7.

$$


6/13


,"!$a . Primer caso.

,"!$a ;. Segundo caso.

,"!$a =. Tercer caso.

$(


7/13


,"!$a 8. Cuarto caso.

@lenar la tabla $! calculando el porcenta5e de error! para esto asumir ,del sensor de "uer#a como *alor medido ' ,CALC)LADO se obtiene de aplicarla segunda condición de euilibrio.

TABLA 2

PRIMERCASO

SE)NDOCASO

TERCERCASO

C)ARTOCASO

,1 N !/ !/ !/ !/

,2 N !/ 1! 1! 1!

,+ N 1! 1!/

, N .7(0 1.$>0 $.10 1.>0

l 1 cm ; 8 ; ;

l 2 cm 18 20 16 10

l + cm 20 18

l , cm 16 18 16 20

$=


8/13


l ".," N.cm

12 26 += 60

l ,., N.cm

11.;2 23.22 +;.6 +


9/13


TABLA +

,1 -0) ,2-0) ,+-0) P-0) ,MEDIDA-0)

," N 1. 1. 1. 1.:/ $.7

l " cm 11 2< 61 20? 61

l ".," N.cm 11 $> =1 (/.7:/MMEDIDO

116.8

M0 3 N.cm 11;.8= E @> 1.=8>

6.6 Rea''"ones en !n pasao$.

?acer el monta5e segBn se muestra en la &gura 1! determinar elángulo α -=G ≤ α ≤ G) con la a'uda del transportador.

Seguidamente medir ,MEDIDA -sensor de "uer#a)! completar la tabla = 'determinar el torue resultante con respecto al punto 0.

Dtili#ando la segunda condición de euilibrio 8allar ,CALC)LADA.

,"!$a 10. Monta5e reacciones en un pasador.

TABLA 6

,1 ,2 ,+ P ,MEDIDA

$


10/13


," N 1. 1. 1. 1.:/ (.(1

l " ' 11 2< 61 20? 61

l ".," N.' 11 $> =1 (/.7:,NETA2.=6 3;

M03

l I .,( 11.7:MMEDIDO

112.+6

> ERROR M (.77E

. C)ESTIONARIO

.1 Con $espe'to a% p$o'eso Moento e !na &!e$a o to$/!e$espona

/.1.1 HIuA es momento de una "uer#a o torueJ

/.1.$ HIuA es bra#o de palancaJ

/.1.( 4l bra#o de palanca l 1 H4stá en relación in*ersamenteproporcional con la "uer#a ,1J 4xpliue.

/.1.= H6 ma'or carga ,1 entonces ma'or "uer#a ,2J 4xpliue.

/.1./ ibu5ar el .C.@. de la regla para todos los casos.

/.1. HPor uA no se consideró el peso de la regla de euilibrio en el

experimentoJ Kusti&ue su respuesta.

/.1.: HDn cuerpo ue no gira está en euilibrioJ IuA tipo deeuilibrio es el ue se reali#a en la experiencia

/.1.7 HSe puede 8ablar de euilibrio sin antes 8aber elegido unsistema de re"erenciaJ Kusti&ue su respuesta

/.1.> Se puede dar alguna relación matemática en la tabla utili#andolos *alores obtenidos. HCuálJ emuestre matemáticamente

$:


11/13


.2 Con $espe'to a% p$o'eso Moento e !na &!e$a 'on#a$"as &!e$as ap%"'aas $espona

/.$.1 ibu5ar el .C.@. para el caso =.

/.$.$ HIuA es centro de gra*edadJ

/.$.( H@a l+nea de acción del peso de cualuier cuerpo se aplicanecesariamente en el centro geomAtrico del mismoJ Kusti&uesu respuesta.

/.$.= HDn cuerpo sin ningBn punto de apo'o puede girar aplicándoleuna "uer#a le5os de su centro de gra*edadJ Kusti&ue surepuesta matemáticamente.

.+ Con $espe'to a% p$o'eso Rea''"ones en !n pasao$$espona

/.(.1 ?alle la reacción en el p"n 0 -magnitud ' dirección)

/.(.$ @a reacción Hpasa por la l+nea de acción de la "uer#aJ HPor uAJ

/.= Muestres tres aplicaciones de Torue a su especialidad -con loscálculos respecti*os)

;. APLICACI-N )SANDO MATLAB.@os problemas a continuación se desarrollarán en Matlab ' sepresentará en el código en el in"orme.

+ro,lema /0. etermine la dirección L- N L N 17) de la "uer#a F O =lb para ue produ#ca -a) el máximo momento con respecto al punto 6! ' -b)el m+nimo momento con respecto al punto 6. Calcule el momento en cadacaso.

$7


12/13


+ro,lema /1. 4l pescante tiene longitud de ( pies! peso de 7 lb! centro de masa en 3. Si el momento máximo ue puede ser desarrolladopor el motor en 6 esM O $-1() lb . pie! determine la carga máxima Q! con centro de masa en3 ! ue puede ser le*antada. Considere L O (.

=. Ap%"'a'"(n a %a espe'"a%"a.

Se presentaran un m+nimo de $ aplicaciones del tema del laboratoriore"erido a su especialidad.

8. OBSERVACIONES

:.1

:.$

$>


13/13


:.(

Documents

Fis 2 Laboratorio 02 Estatica 2