Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Bucaramanga Segundo Periodo Académico, 2015
INFORME N° 5 Práctica 5: EQUILIBRIO ESTATICO EN 3 DIMENSIONES KAREN MILENA FLOREZ, ID (257550)
OBJETIVOS 1.
Estudiar el comportamiento de las fuerzas concurrentes y fuerzas paralelas.
2.
Establecer las condiciones necesarias para que un sistema se encuentra en equilibrio
MARCO TEORICO - 15 0 25 0 5 00 5 - 3 Cuando un cuerpo rígido está en reposo o en movimiento rectilíneo a velocidad constante, relativo a un sistema de referencia, se dice que dicho cuero cuero está está e equilibrio estático. ara tal cuerpo tanto la aceleraci!n lineal de su centro de masa como su aceleraci!n angular relativa a cualquier punto son nulas. "bviamente este estado de equilibrio estático tiene su fundamento en la primera #ey #ey de de $e%ton $e%ton,, cuyo enunciado es& ' (odo cuerpo en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, permanece en dicho estado, a menos que sobre ella act)e una fuerza fuerza'' . Co!icio"# !" E$%i&i'rio #as condiciones para que un cuerpo rígido se encuentre en equilibrio son& Primera Condicin de E!"i#i$rio% E!"i#i$rio% *Equilibrio de traslaci!n+ ' #a suma vectorial de todas las fuerzas que act)an sobre el s!lido es igual a cero' . Esto ocurre cuando el cuerpo no se traslada o cuando e mueve a velocidad constante es decir cuando la aceleraci!n lineal del centro de masa es cero al ser observado desde un sistema de referencia inercial.
- /1 0 2 0 0....0 0....0 $ - 3 En esta ecuaci!n de equilibrio no aparecen las fuerzas internas ya que ellas se cancelan mutuamente en pares debido a la tercera #ey de $e%ton. 4i las fuerzas estuvieran en el espacio, la ecuaci!n anterior ha de ser e5presada por las siguientes relaciones&
- 1y 02y 0 y 0...0$y - 3 - 1z 0 2z 0 z 0..... 0 $z - 3 "bviamente en dos dimensiones *o sea en el plano+ tendríamos solamente dos ecuaciones y en una dimensi!n se tendría una )nica ecuaci!n. &e'"nda Condicin de E!"i#i$rio *Equilibrio de rotaci!n+ '#a suma vectorial de todos los torques o momentos de las fuerzas que act)an sobre el cuerpo, relativos a cualquier punto dado, sea cero' . Esto ocurre cuando la aceleraci!n aceleraci!n angular alrededor de cualquier e6e es igual a cero.
ti - ti 0t2i 0ti 0 .... 0 tni - 3 4i todas las fuerzas estuvieran en el plano 78, la ecuaci!n de equilibrio equilibrio anterior anterior se reduciría a la simple e5presi!n algebraica&
tiz - t1z 0t2z 0tz 0 .... 0 tnz - 3 donde los momentos son paralelos o colineales con el e6e 9. ara que se cumpla la segunda condici!n de equilibrio se deben realizar los siguientes pasos& 1. 4e identifica todas las fuerzas aplicadas al cuerpo. 2. 4e escoge un punto respecto al cual se analizará el torque. . 4e encuentran los torques para el punto escogido :. 4e realiza la suma de torques y se iguala a cero.
;ay que tener en cuenta, que lo e5puesto anteriormente se refiere s!lo al caso cuando las fuerzas y las distancias est
b 1: g 12I ?. Coloque F1 F & F2 F & FE F que est
PROCEDIMIENTO 1. =rme el sistema de la igura :. 4uspendan en los e5tremos de la cuerda pesos diferentes 1, 2 y en el centro un peso E. /e6e que el sistema se estabilice. >ecuerde que debe cumplirse la ley de la desigualdad de los lados del triángulo ' un lado es menor que la suma de los otros dos y mayor que su diferencia' . 2. Coloque el tablero *con un papel+ en la parte posterior de la cuerda y marque las direcciones de las cuerdas en el papel. . >etira el papel y anote en cada l ínea los valores de los pesos correspondientes. :. Complete el paralelogramo de fuerzas con una escala conveniente para los valores de 1 y 2. ?. >epita los pasos 1, 2, , :, ?.1 Coloque 1, 2 y E iguales en m!dulo y mida los ángulos a,b y g que se forman al rededor del punto. @ Elegimos masas iguales de masa 3.1 Ag or lo tanto, considerando la aceleraci!n de la gravedad B. mD.s2, la fuerza en $e%ton será 3.B $. ;allamos los ángulos a, b y g donde& a - b - g - 123 ?.2 Coloque F1 F F2 F y FE F que est
F1 F 1.1IG $
B.
5 3.12 Hg
-
F2 F 3.:B $
B.
5 3.3? Hg
-
FE F B. 5 3.1 Hg 1.2I: $ /onde los ángulos serán& a B3 b 1?I g 11 G. 4uspenda la regla con los dinam!metros, utilice los agu6eros de 13cm y I3 cm para las fuerzas 1 y 2 como muestra la figura ?. =note las lecturas en cada dinam!metro. @ #as lecturas de cada dinam!metro serán& F1 F 3.? $ F2 F 1$ I. Coloque en el agu6ero del centro de gravedad de la regla un cuerpo de masa :?3g que es la . =note las lecturas de cada dinam!metro. @ #as lecturas son& F1 F 2.3 $ F2 F . $ . /esplace el cuerpo de al agu6ero a 3cm del primer dinam!metro. =note las lecturas de cada una de ellas& F1 F .I $ F2 F 2.? $ B. =dicione un cuerpo de masa 33g a 13 cm del otro dinam!metro. =note las lecturas de cada uno de ellos. F1 F .1 $ F2 F ?.? $
CONCLUSIONES
-
-
-
E& aá&i#i# !" !ato# "# i)*ortat" *ara +"ri,icar &o# )-to!o# ".*"ri)"ta&"#/ E# i)*ortat" 0ac"r %a to)a !" !ato# *r"ci#a1 !" )a"ra $%" a& r"a&i2ar &o# cá&c%&o# t"rico# "& *orc"ta4" !" "rror #"a )i)o/ E# !" +ita& i)*ortacia t""r c&aro &o# coc"*to# t"rico# *ara a# )a"4ar % '%" !"#")*"6o " &a *ráctica 7 "& !"#arro&&o !" &a )i#)a/
8EB9RAFIA http&DDestatica6oo.blogspot.comD233BD32Dcomp onentesJrectangularesJdeJunaJfuerza.html http&DDdocencia.udea.edu.coDcenDvectorfisicoDh tmlDcap:Dcap:K2.html BIBLIO9RAFIA Luía de departamento de ciencias básicas laboratorio de Estática Mniversidad ontificia Nolivariana.
