Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
INTRODUCCION En el presente trabajo de laboratorio abordaremos un tema muy importante, la estática el cual se encarga del estudio de las leyes y condiciones que deben cump cumplilirr las las fuer fuerza zass que que act actan an sobr sobre e un cuer cuerpo po que que esta esta en equi equililibr brio io,, aprenderemos a establecer el concepto de fuerza, su medici!n y su respecti"a natura naturalez leza, a, as# mismo, mismo, conoce conocerr las condi con dicio ciones nes par a el equili equilibri brio o de una condic dicion iones es para para part#cula. $aremos a conocer fundamentalmente la primera condici!n de equilibrio, as# mismo dentro de ello las leyes de %e&ton' ley de inercia, ley de acci!n y reacci!n, sin embargo dejaremos en claro el concepto de fuerza para lo cual es la medida de interacci!n que se manifiesta entre dos cuerpos para aplicarlos a los largo de nuestra clase y en el d#a a d#a.
(
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 01 ESTÁTICA. PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO. 1. OBJ OBJETIV ETIVO OS ( )omprobar )omprobar e-perimen e-perimentalme talmente nte la primera condici condici!n !n de equilibrio, equilibrio, para fuerzas fuerzas coplanares y concurrentes. /erifi /erificar car los result resultado adoss obteni obtenidos dos e-peri e-perimen mental talmen mente te y contr contrast astarl arlos os con con los procedimientos te!ricos dados en clase y establecer las diferencias de forma porcentual. 0 $eterminar $eterminar relacion relaciones es matemáticas matemáticas entre entre las "ariables "ariables f#sicas que inter"ien inter"iene e en el e-perimento.
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 01 ESTÁTICA. PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO. 1. OBJ OBJETIV ETIVO OS ( )omprobar )omprobar e-perimen e-perimentalme talmente nte la primera condici condici!n !n de equilibrio, equilibrio, para fuerzas fuerzas coplanares y concurrentes. /erifi /erificar car los result resultado adoss obteni obtenidos dos e-peri e-perimen mental talmen mente te y contr contrast astarl arlos os con con los procedimientos te!ricos dados en clase y establecer las diferencias de forma porcentual. 0 $eterminar $eterminar relacion relaciones es matemáticas matemáticas entre entre las "ariables "ariables f#sicas que inter"ien inter"iene e en el e-perimento.
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
0
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
2. MATERIALES -
)omputadora personal con programa PASCO Capsto!TM instalado 1nterface "#0 $%&!'sa( It!')a*! 2ensor de fuerza 3 Pesa de 4,5 % 35 /arillas 35 *ases soporte 3 %uez doble 36 )uerda Transportador Regla )alculadora.3alumno
+. ,UNDAMENTO TEÓRICO +.1 ,$!'-as. El concepto de fuerza se relaciona frecuentemente con esfuerzo muscular, empuje, tracci!n, etc. Para mo"er una mesa debemos empujarla 7aciendo un esfuerzo muscular, aplicado a un punto de la mesa. +demás la mesa la empujamos en determinado sentido. Recordemos que las magnitudes que se definen con m!dulo, direcci!n y sentido se llaman "ectoriales y las magnitudes que se definen con su nmero y su unidad se llaman escalares. 8tras fuerzas que podemos mencionar son' tensi!n, fuerza de rozamiento, peso y normal. 9as fuerzas que son ejercidas mediante cuerda se les denomina tensiones. + la fuerza que ejerce la Tierra sobre los objetos sobre su superficie 3por la atracci!n gra"itacional se le denomina peso y está "erticalmente dirigida 7acia abajo y tiene un m!dulo / , siendo la masa de cuerpo y el m!dulo de la aceleraci!n de la gra"edad .
+.1.1. M!%*%3 ! (a )$!'-a. :;u< 7ar#a usted si le solicitaran su colaboraci!n para mo"er un equipo pesado de un ni"el de instalaci!n industrial a otro= 2eguramente iniciar#a su in"estigaci!n preguntándose' :)uán pesado es= +demás obser"ará el lugar donde se encuentra el equipo y donde debe quedar instalado. 9uego propondrá algunas soluciones de c!mo y con que 7acerlo. +qu# estudiaremos un sistema a escala dise>ados se tendrá una masa suspendida sostenida por dos cuerdas formando un ángulo, estas cuerdas son conectadas a un sensor de fuerza. Para esto debemos tener claro el concepto de fuerza, unidades y representaci!n gráfica de un "ector. Para lograr el equilibrio de fuerzas de traslaci!n se debe cumplir la primera condici!n de equilibrio, como "eremos más adelante.
6
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
+.1.2. D%a'aa ! C$!'po L%4'! D.C.L. ?acer un $.).9. de un cuerpo es representar gráficamente las fuerzas que actan sobre
+.2 L!6!s ! N!5to. Primera 9ey de %e&ton. P'%*%p%o 2! %!'*%a %e&ton en su primera ley e-plica que un cuerpo en equilibrio seguirá en equilibrio 7asta que alguna fuerza inter"enga.
7S% $ *$!'po !st8 ! '!poso9 p!'0a!*!'8 ! '!poso: s% !st8 ! 0o&%0%!to s!1$%'8 t'as(a282os! ! (;!a '!*ta 6 a &!(o*%2a2 *ostat!9 sa(&o s% %t!'&%!! a(1$a )$!'-a !
7A to2a a**%3 s! (! opo! $a '!a**%3 2! %1$a( 0a1%t$2 p!'o ! s!t%2o *ot'a'%o=
5
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
P'%!'a *o%*%3 ! !>$%(%4'%o. $iremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslaci!n cuando la resultante de las fuerzas que lo afectan es cero.
F R
=
�F 0
)uerpo en equilibrio F F0 F(
?1@
=
Pol#gono "ectorial cerrado
F6
+.2.1. T!o'!a ! La6 2i un cuerpo está en equilibrio debido a la acci!n de tres fuerzas,
F 3
F 2
F 1
F 1 sen
=
F 2 sen
@
=
F 3 sen
?2@
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
. MATERIALES DE TRABAJO Cop$tao'a p'o'aa Pas*o
*o
T'aspo'tao'
Pa4%(o
Sopo't! $%&!'sa(
B
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
N$!-
S!so' ! )$!'-a
P!sas
C
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
#. PROCEDIMIENTO .1 V!'%)%*a*%3 !( s!so' ! )$!'-a ?%a3!t'o@. Ensamblar todas las piezas como se "e en la figura (.
Nuez doble
Grapa
Pesas
Varilla
Base
,%$'a 1. Primer montaje para la "erificaci!n del dinam!metro.
1ngrese al programa P+2)8 )apstoneTD , al ingresar al sistema lo recibirá la "entana de bien"enida siguiente
,%$'a 2. /entana de bien"enida de P+2)8 )apstone TD.
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
?aga clic sobre el #cono CREAR EPERIMENTO y seguidamente reconocerá los sensores de fuerza pre"iamente insertados a la interface "#0 U%&!'sa(
It!')a*!.
?aga clic en el icono CON,IURACION y seleccione *a4%a' s%o a una frecuencia de 54 ?z . 9uego presione el icono del SENSOR DE ,UERA 1 luego seleccione $'%*o y cambie a cifras despu
,%$'a +. /entana de se>al digital.
+l 7acerle doble clic sobre el icono del sensor de fuerza y seleccionar el icono NUMFRICO usted podrá agregar la cantidad de cifras despu
TABLA 1 Cat%a ! p!sas Masa P!so ?N@/ L!*t$'a P
P
1 #0
2 100
+ 1#0
200
# 2#0
4.6%
4.C%
(.6B%
(.@%
.65%
4.64.40 4.4.40 (.64.40 (.4.40 .6B4.40
(4
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
MEDICIONESG
,%. 1 M!%*%3 1
,% 2. M!%*%3 2
((
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
,% +. M!%*%3 +
,% . M!%*%3
(
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
,% #. M!%*%3 # 8bser"aci!n' Podemos tomar a P como el error instrumental del equipo que es la m#nima lectura que efecta entre . 2egn informaci!n proporcionada por el fabricante laminita lectura del sensor fuerza es de 4,40 %. El "alor de g.C(mGs .
.2 A**%3 6 '!a**%3. ?aga clic sobre el icono CON,IURACIÓN, seleccione la opci!n *a4%a' s%o que tiene para el s!so' ! )$!'-a 1 y la opci!n o *a4%a' s% paragno el s!so' ! )$!'-a 2, ambos a 54 ?z. +mbos deben tener d#gitos despuero grabará los datos obtenidos.
,%$'a . 2egundo montaje.
(0
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
9os cuales deben quedar similares a los obtenidos en la figura 5, obser"e que se encuentras los datos de ambos dinam!metros.
,%$'a #. Resultado del segundo montaje.
.+ Pa'a(!(o'ao ! )$!'-as *o*$''!t!s. Ensamble las piezas como se muestra en la figura @, de tal manera que obtenga ,1 4,C % y ,2 4,C %, de las se>ales digitales de los dinam!metros.
,%$'a . Tercer montaje.
Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo el "alor de la diagonal 3,R . +note los "alores medidos en la tabla .
(6
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
TABLA 2. F1 (N)
0,87N
1,0N
1,!N
F" (N)
0,8!N
1,"N
0,77N
F# (N)
1$!%N
1$7N
1$!&N
P (N)
1$!7N
1$!7N
1$!7N
1
(°)
1'
%8'
1'
2
(°)
'
%'
1'
1$&
&$80
0$&8*
error
Para el cálculo de error porcentual se utilizará E (%)
(5
=
Vbibliografico
-
V experimental
V bibliografico
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
$1*AH+$8
P8R'
FR
E2)+9+ FE)?+
(@
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
$1*AH+$8
P8R'
(B
E2)+9+
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
FR
$1*AH+$8
FE)?+
P8R'
(C
E2)+9+
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
FR
FE)?+
(
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
Ensamble las piezas tal como se obser"a en la figura B, de tal manera que ( (5I.
0-
+ranspor,ador
,%$'a . )uarto montaje
Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo el "alor de la diagonal. +note los "alores medidos en la tabla 0.
TABLA + ?º@
(5I
5I
65I
?º@
(5I
5I
65I
,1 ?N@
4.BB%
4.C6%
(.4(%
,2 ?N@
4.C4%
4.B%
(.40%
,R ?N@
(.5%
(.6C%
(.66%
P ?N@
(.6B%
(.6B%
(.6B%
K E''o'
0.6J
4.@CJ
.46J
1
2
4
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
$1*AH+$8
P8R'
FR
E2)+9+ FE)?+
(
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
$1*AH+$8
P8R'
FR
E2)+9+ FE)?+
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
$1*AH+$8
P8R'
FR
E2)+9+ FE)?+
0
)iencias *ásicas +plicadas
.
Tecsup – P.F.R.
CUESTIONARIO #.1 Co '!sp!*to a( p'o*!so V!'%)%*a*%3 !( s!so' ! )$!'-a '!spoaG 5.(.( $efina el concepto de Fuerza e indique 5 unidades para esta magnitud. 9a fuerza es una magnitud f#sica que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos part#culas o sistemas de part#culas 3en lenguaje de la f#sica de part#culas se 7abla de interacci!n. 2egn una definici!n clásica, la fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de mo"imiento o la forma de los materiales.
SITEMA 2istema 1nternacional de Anidades 2istema T
UNIDAD %e&ton 3% Kilogramo – Fuerza 37gr Kilopondio 3Lp $ina 3dyn Poudal 9ibra Fuerza 3lbr
5.(. Represente "ectores en tres situaciones aplicadas a su especialidad. +plicaci!n de "ectores relacionados con nuestra especialidad, estos diagramas son comunes.
5.(.0 Dencione 5 magnitudes f#sicas "ectoriales relacionadas a su especialidad.
MANITUD /elocidad Posici!n +celeraci!n Fuerza 1ntensidad 9uminosa
UNIDAD mGs m mGs % )d
#.2 Co '!sp!*to a( p'o*!so a**%3 6 '!a**%3 '!spoaG 5..( :)uáles son los má-imos y m#nimos "alores obtenidos= )alcule el porcentaje de error de los "alores obtenidos.
2ensor 3Empuje positi"o 2ensor 3Tiro positi"o
D1%1D8 N4.6 N4.6
6
D+M1D8 4.6 4.6
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
5
)iencias *ásicas +plicadas
Tecsup – P.F.R.
5.. Realice 5 representaciones del P'%*%p%o ! A**%3 6 R!a**%3. ( 9a fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala pro"ocando el disparo de esta. 9a fuerza que ejerce el a"i!n sobre el aire, pro"oca que el aire reaccione sobre el a"i!n pro"ocando su desplazamiento. 0 9a fuerza que se ejerce en nuestro cuerpo cuando estamos en un carro a "elocidad y este frena. 6 9a fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para mo"erlo pero la fuerza de reacci!n del muelle si es suficiente como para mo"er el remo 7ace atrás, lle"ando al 7ombre 7acia atrás, por lo que el bote es arrastrado en la misma direcci!n 3atrás. 5..0 :)uál L!6 ! N!5to se relaciona la e-periencia=. Hustifique su respuesta. )on la Tercera 9ey de %e&ton, la cual e-plica que una determinada magnitud de fuerza ejercida sobre un cuerpo, causara una reacci!n del cuerpo, el cual ejercerá otra fuerza de igual magnitud y de sentido contrario a la primera fuerza ejercida. Es por esta raz!n que los resultados obtenidos por cada sensor al jalar simultáneamente ambos sensores unidos por un pabilo serán los mismos solo que con signo diferente.
'a)%*os a>$;
@
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial
Tecsup – P.F.R.
Ciencias Básicas Aplicadas
F0 044 %
x
F 44 %
". APLICACIÓN A LA ESPECIALIDAD ?S! p'!s!ta os ap(%*a*%o!s !( t!a '!a(%-ao9 ap(%*aos a s$ !sp!*%a(%a@. 2e presentaran un m#nimo de aplicaciones del tema del laboratorio referido a su especialidad.
. OBSERVACIONES C.( C.
C.0
10.CONCLUSIONES .1
