UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR (UNTELS) LABORATORIO DE FISICA I EXPERIMENTO Nº 3 TEMA
ALUMNO
: CENTRO CENTRO DE GRAVEDAD DE LOS CUERPOS
:
CODIGO
:
DOCENTE
:
SAN BARTOLOME MONTERO JAIME .H
VILLA EL SALVADOR, 1 DE OCTUBRE DEL 2013
1.1. CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO El estudiante aprenderá a encontrar el centro de gravedad de los cuerpos Regulares e irregulares planos.
1.2. POLIPASTO Averigua experimentalmente cual es la fuerza necesaria para elevar una carga con El polipasto.
1.3. REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA El estudiante estara en capacidad de entender como se distribuye, en los apoyos, la fuerza por peso de una viga.
2. MATERIALES
2.1
Centro de gravedad de un cuerpo Pie estativo. Varilla soporte , mm. Nuez doble. Pasador.
2.2
Platillo para pesas de ranura, 10 gr. Sedal. Cartulina (30x40 cm. ). Tijeras.
Polipasto
2.3
Pie estativo . Varilla soporte , 600 mm. Varilla soporte con orificio, 100 mm. Nuez doble (2). Platillo para pesas de ranura, 10 gr. Pesa de ranura , 10 gr . (4) .
Pesa de ranura, 50 gr (3). Polea doble (2). Mango para polea. Dinamómetro, 2N. Soporte para dinamómetros. Cinta métrica, 2m. Sedal.
Reacciones en los apoyos en una viga sin carga Pie estativo. Tres varillas soporte, 600 mm. Dos varillas soporte con orificio, 100 mm. Nuez doble. Palanca. Dinamómetro, 1N.
Dinamómetro, 2N. Soporte para dinamómetros. Sedal.
.Pie estático
. Nuez doble
.varilla de soporte
.platillo para pesas de ranura
Sedal
cartulina
Tijeras
Mango para polea
Cinta métrica
polea doble
soporte para dinamómetros
palanca
3.PROCEDIMIENTO
3.1
CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO a. b. c. d. e. f.
3.2
Recortar de la cartulina los cuerpos planos regulares de la figura 1, del 1 al 6. Haz unos pequeños orificios en los puntos indicados, en los que quepa el pasador Disponer el sistema mostrado en la figura 2 Intenta determinar el centro de gravedad de los cuerpos (1-4), lo más exactamente posible, márcalo con un lápiz. Cuelga los cuerpos por los distintos orificios en el pasador, y comprueba si el sedal pasa siempre por la marca que has hecho. Cuelga ahora el cuerpo irregular 6, por uno de sus orificios , y marca en él por donde pasa el sedal. Repite lo mismo con todos los orificios. POLIPASTO
a. b. c. d. e. f. g. 3.3
Fije un trozo de sedal de uno 110 cm. De longitud en el gancho de la polea fija superior Pasa el sedal según la figura 4 por las 4 poleas, y sujeta con un lazo al dinamómetro Determine con el dinamómetro la fuerza por peso Fr de una de las poleas dobles, y anota su valor. Carga el polipasto con una masa de 50 gr. ( el platillo para pesa de ranura y 4 pesas de 10 gr. ). Lee la fuerza F en el dinamómetro. Mide de nuevo la fuerza con las cargas de 100, 150 y 200 gr. Lleva todos los valores a la tabla 1. REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA
a. b. c.
d.
e.
Determine la fuerza por el peso de la viga (FB) Arme el sistema mostrado en la figura 5, de tal manera que la palanca quede lo mas horizontal posible y los dinamómetros lo mas vertical posible. Con los lazos en los extremos (marcas “10”), anotar las medidas que indican los dinamómetros ( F1, para el dinamómetro de 1N y F 2, para el dinamómetro de 2N ). Desplazar los lazos a las marcas “6” y “3” (tomando en cuenta las indicaciones anteriores, la horizontalidad de la palanca y la verticalidad de los dinamómetros), anotar las lecturas en la tabla 2. Colocar la viga otra vez en la posición inicial (marcas “10”), tomando fijo el sedal del dinamómetro 1N, colocar sucesivamente el sedal del dinamómetro 2N en las marcas “8”, “6”, “4”, “2” y “0”. Anotar las lecturas de F1 y F2 en la tabla 3.
REPORTE DE LABORATORIO 1.- CENTRO DE GRAVEDAD
1.1 EN LOS CUERPOS DEL1 AL 4, ¿COINCIDEN LAS MARCAS DEL CENTRO DE GRAVEDAD HALLADO POR UD. CON LA LINEA QUE SIGUE EL SEDAL? EXPLIQUE Los centros de gravedades no coinciden ya que haciendo los procedimientos correspondientes las coordenadas varían y no son iguales
1.2 ¿Qué se puede deducir de lo anterior? Que las coordenadas de la gravedad de los cuerpos varían según su forma
1.3 para el cuerpo 6¿Qué sucede con las líneas por donde pasa el sedal?
Las líneas por donde pasa el sedal se irregularizan, existe un error de estimación en el centro de gravedad. El cuerpo es muy irregular por lo que en cada orificio se observa una variación en el centro trazado.
1.4 ¿Qué pasa si cuelgas el cuerpo por el punto donde se intersecaron las líneas? Estaría en equilibrio los cuerpos, y el cuerpo 6 estaría paralelo al eje x
1.5 ¿qué puedes decir de ese punto? Que se podría definir como el centro de gravedad del cuerpo pesado 1.6 ¿Cómo puedes determinar el centro de gravedad del cuerpo 5, dónde se encuentra?
Hallando el centro de gravedad del círculo grande, luego se le quita la masa del círculo chico, teniendo su respectivo centro de gravedad, y aplicando la fórmula de centro de masas usando sus posiciones. Otra forma, es la que hemos utilizado en el laboratorio, la cual es suspenderla a partir de uno de sus agujeros y trazar 2 marcas las cuales determinan un segmento, luego colgarla del otro agujero y hacer el mismo procedimiento. Luego de interceptar dichos segmentos, obtendremos su centro de gravedad.
1.7 ¿Es posible que el centro de gravedad de un cuerpo se encuentre fuera de ella, por qué?
FUNDAMENTO: El centro de gravedad de un cuerpo es el punto en el cual se aplica su fuerza peso, es decir, el centro de gravedad consiste en un punto en donde estaría concentrado el peso del cuerpo. Verificación: si tomas un anillo y le atas dos hilos de coser cruzados, del mismo largo, podrás ver que si sostienes, con otro hilo, por el punto de cruce de los dos primeros hilos, el anillo quedará horizontal, esto significa que lo estás sosteniendo desde el centro de gravedad.
1.8 ¿Hay alguna diferencia entre centro de gravedad y centro de masa?, explique. El centro de masa es el punto donde debe aplicarse una fuerza para el cuerpo adquiera un movimiento de traslación pura, es decir, sin rotaciones. El centro de gravedad es el punto donde está aplicado el peso de un cuerpo. En un lugar del universo que no exista gravedad, no existe centro de gravedad, pero sí centro de masa.
2. POLIPASTO
2.1 Calcula la fuerza por peso “Fg”, a partir de la masa “m”, y teniendo en cuenta la fuerza por peso de la polea doble “Fr ”. De acuerdo a la siguiente relación: Fg = m.g + F r g = 9.81 m/s2 Complete la tabla 1. Fr = 0.2 N m (kg)
m.g (N)
F (N)
Fg (N)
Fg/F
0.050
0.491
0.200
0.691
3.453
0.100
0.981
0.320
1.181
3.691
0.150
1.472
0.440
1.672
3.800
0.200
1.962
0.560
2.162
3.861
1.2 ¿Es mas fácil levantar la carga directamente, o con el polipasto? Explique.
Con el polipasto porque son sistemas que nos permite levantar cargar con un menor esfuerzo con el uso de poleas móviles y fijas. Las poleas móviles se caracterizan porque tienen un movimiento de traslación y las cargas se reparten por igual por lo que el esfuerzo realizado se reduce mientras que las poleas fijas se caracterizan porque modifican la dirección del movimiento y reduce el rozamiento
F = Mg/2 n : número de poleas
1.3 ¿ Existe relación entre el cociente Fg/F y el número de poleas? Si existe, ¿cuál es la relación? El coeficiente de es parecido al número de poleas es por eso que se deduce que en función del número de poleas se obtiene un menor peso aparente que nos reduce el esfuerzo mecánico realizado por la tensión en la cuerda
2. REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA
3.1 Con los datos obtenidos en la parte d del procedimiento complete la tabla 2 , onde: Ftot = F1 + F2 Marca
F1 (N)
F2 (N)
Ftot (N)
F1/F2
10
0.685
0.685
1.37
1
6
6
0.684
0.682
1.366
1.003
3
3
0.68
0.68
1.36
1
M1
M2
10
3.2 Con los datos obtenidos en la parte e del procedimiento complete la tabla 3, donde: Ftot = F1 + F2 Marca
F1 (N)
F2 (N)
Ftot (N)
F1/F2
8
0.61
0.75
1.36
0.813
10
6
0.52
0.84
1.36
0.619
10
4
0.4
0.96
1.36
0.417
10
2
0.24
1.12
1.36
0.214
10
0
0
1.36
1.36
0
M1
M2
10
3.3 Al comparar F tot con FB, ¿qué. resultado tienes? De una explicación desde el …...punto de vista físico Al comparar con total me doy cuenta que la fuerza B es la mitad de la fuerza total o fuerza de gravedad debido que el objeto esta siendo sostenido de una polea
3.4 Al comparar F 1/F2 , con las cifras de las marcas ( M 1 y M2 ) ,¿ qué se observa? De una explicación desde el punto de vista físico. Se observa qué distancia iguales de separación respecto al centro de la barra el cociente de la barra se aproxima a uno (1) y si observamos mejor no es coincidencia que las distancia de separación desde el centro de la barra sean iguales si dividimos la marca esto también es 1.Es porque no importa la separación sino importa que la fuerzas de tensión en los dinamómetro estén de forma paralela con la fuerza de gravedad de la barra Si la los dinamómetro se encontraran en diferentes distancia respecto al centro de gravedad la lectura sería diferente por los momentos de fuerza sabiendo que el momento de fuerza debe ser
.
3.5 ¿Qué significado tiene el centro de la viga? ¿Qué representa desde el punto de vista físico? El significado es la parte central de la viga. Desde un punto de vista físico, se entiende como aquel punto de aplicación donde se ubica resultante de las fuerzas g ravitatorias que se ejerce en ella, o sea el punto que actúa el peso 3.6 ¿Qué pasaría si tanto los dinamómetros como la viga no estuvieran en posición
vertical y horizontal, respectivamente? Explique. La pregunta es ambigua ya que no indica en qué posición desea que este el dinamómetro y la viga, la persona que lee pregunta que puede interpretar distintas posiciones. Así que no podría tener una medición buena en el procedimiento. 3.7 Si se tuviese una viga no homogénea , ¿ se cumpliría lo mismo que en este experimento? Explique No se cumpliría lo mismo ya que al no ser homogénea a la viga los resultados tenderían a variar y por lo mismo serian diferentes. Además que para realizar este experimento se necesita de una viga homogénea y que el peso no influya en el experimento 4.- OBSERVACIONES
Los valores del centro de gravedad hallados teóricamente y en laboratorio son diferentes pero hay que descollar que son minimas esas diferencias Tener un pequeño concepto de los dinamómetros y los polipastos El polipasto es de gran ayuda en la industria y en labores en donde el cuerpo a levantar sea muy pesada.
5.- RECOMENDACIONES DEL ESTUDIANTE
Recortar las figuras con precisión. Se recomienda tener un conocimiento sobre el uso de las herramientas además de esto también es necesario saber la teoría para tener buenos resultados Utilizar la mínima longitud de sedal requerida, con el fin de que el dinamómetro cargue el menor peso innecesario.
6.- CONCLUSIONES:
6.1 CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO
Podemos obtener el centro de gravedad dentro o fuera del cuerpo
6.2 POLIPASTO Nos facilita la carga de los cuerpos
6.3 REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA Tenermos la certeza de como distribuir los pesos en los diferentes cuerpos
