1) OBJETIVOS 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 Averiguar experimentalmente experimentalmente cual es la fuerza necesaria para elevar una carga con un polipasto 1.3 REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA El estudiantes estará en capacidad de entender cómo se distribuye, en los apoyos, la fuerza por peso de una viga
2) FUNDAMENTOS TEORICOS
3) MATERIALES 3.1 CENTRO DE GRAVEDAD DE UN CUERPO 3.1.1) Pie estático Este instrumento nos sirva para tener una base para colocar la varilla de soporte y realizar nuestro experimento
3.1.2) Nuez doble La nuez doble es un instrumento importante porque nos permite cambiar de eje para sujetar un objeto de forma perpendicular están los ejes
3.1.3) Platillo para pesas de ranura Es un instrumento muy usado cuando se quiere generar tensión hechas por una fuerza debida al peso. Pesa 10 gramos y se puede seguir aumentando el peso mediante otros platillos de masa 10g ,50g, etc.
3.1.4) pasador El pasador nos sirve para presionar un extremo de este con la nuez doble y el otro extremo pasar un sedal y colocar un objeto
3.1.5) cartulina
3
1 2
4
5
6
3.2POLIPASTO
3.2.1) Pie estático 3.2.1) Varilla soporte 600 mm 3.2.3) Varilla soporte con orificio 100mm 3.2.4) Platillo para pesas de ranura, 10g 3.2.5) Pesas de ranura 10g (4) 3.2.6) Pesa de ranura 50g (3)
Este objeto solo sirve para aumentar la carga o peso que se genera en el platillo de pesas y con esto aumenta la tensión en la cuerda
3.2.7) Polea doble (2) Esta polea es peculiar porque tiene dos poleas fijas Te ayudan a disminuir aparente mente el peso del objeto la fuerza que se requiere para levantar a un objeto depende de la cantidad de poleas
3.2.8) Mango para polea 3.2.9) Dinamómetro 2N
Este instrumento de medición nos sirve para saber cuánto es la fuerza que se genera en un determinado punto del objeto
3.2.10) Soporte para dinamómetro 3.2.11) Cinta métrica, 2m 3.2.12) Sedal
3.3REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5
Pie estático 3 varillas soporte 600 mm 2 varillas soporte con orificio 100mm Nuez doble Palanca Con este objeto nos servirá para medir la tensiones en la cuerdas generadas por en un determinado punto en la palanca
3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9
Dinamómetro 1N Dinamómetro 2 N Soporte para el dinamómetro Sedal
4) PROCEDIMIENTO Al entrar en laboratorio el profesor nos entrego los materiales para realizar el experimento de centro de gravedad nos trajo el pie estatico, las nueces dobles la varilla soporte de 600 mm, un pasador, sedal, figuraras geométricas de cartulina entonces con todos los materiales ya armados nos pusimos a trabajar en el experimento primero en la figuras había en
cada vértice un agujero en el cual teníamos que ingresar el sedal u pasarlo al pasador y luego marcar dos puntos para luego rasar una recta y así hasta terminar de trazar con todos sus vértices de la figura y luego teníamos que ver si todas las rectas se cortan en una solo punto y si no porque no se corta Luego de acabar con el experimento de centro de gravedad fuimos a realizar a otra mesa el experimento del polipasto en la mesa ya estaba armado todo el sistema que consistía en 2 poleas dobles, un sedal, un dinamómetro, el pie estático, la nuez doble y los platillos de pesas que hacían el papel de la fuerza de tensión del sedal medimos la fuerza de aparente usando el dinamómetro cuando se le ponía un determinado peso El ultimo experimento se trataba de ver como se la viga sin carga en este experimento poníamos en un par de puntos de la barra para así ver si la barra era homogénea, que pasaba conforme los puntos se acercan al centro eran problemas de equilibrio de un cuerpo rígido
5) DATOS EXPERIMENTALES Tabla N° 2.1 Fr = 0.06 N m(Kg)
m.g(N)
F(N)
Fg(N)
Fg/F
0.05 0.1 0.15 0.2
0.4905 0.981 1.4715 1.9262
0.14 0.28 0.42 0.5
0.5505 1.041 1.5315 2.022
3.9321 3.7178 3.6464 4.044
Tabla N° 3.1 Marca M1
M2
10 6 3
10 6 3
F1(N)
F2(N)
Ftot(N)
F1/F2
0.69 0.68 0.68
0.68 0.7 0.7
1.37 1.38 1.38
1.015 0.971 0.971
Tabla N° 3.2 Marca M1
M2
10 10 10 10 10
8 6 4 2 0
F1(N)
F2(N)
Ftot(N)
F1/F2
0.62 0.52 0.4 0.24 0
0.74 0.84 0.98 1.12 1.38
1.36 1.36 1.38 1.36 1.38
0.838 0.619 0.408 0.214 0.000
6) ANALISIS DE DATOS
DATOS DE TABLA 2.1: M (Kg) =0.05
() () ()
DATOS: M (Kg) =0.1
() () ()
DATOS: M (Kg) =0.15
() () ()
DATOS: M (Kg) =0.2
() () ()
7) CUESTIONARIO 1.1En los cuerpos del 1 al 4, ¿coinciden las marcas del centro de gravedad hallado por Ud., con la línea que sigue el sedal? Explique
Respuesta: Si porque en las cartulinas de las figuras del 1al 4 son figuras geométricas simples Además el centro de masa coincide con el centro geométrico si es que la figura es homogénea y en este caso si son figuras simétricas El cuerpo 3 un vértice no coincide con las otras rectas de los otros vértices esto pude ser porque el agujero donde se coloca el sedal están mal hecho
1.2¿Qué se puede deducir de lo anterior?
Respuesta: Concluimos que en la realidad el centro de masa (C.M) no coincide con todos los vértices necesariamente Los agujeros no están ubicados adecuadamente y esto trae nos lleva a un error
1.3para el cuerpo 6, ¿Qué sucede con las líneas por donde pasa el sedal?
Respuesta: 1.4¿Qué pasa si cuelga el cuerpo por el punto donde se intersecaron las líneas?
Respuesta:
Se debería mantener en equilibrio mecánico es decir la fuerza neta es 0 ∑ ⃑ donde debe cumplir las 2 condiciones del equilibrio la primera suma de fuerzas igual a cero y la siguiente la suma de las torcas debidas a todas las fuerzas externas deben ser igual a cero. Si se tomara desde ese punto el objeto estaría de forma horizontal lo cual confirma que ese punto es el centro de gravedad 1.5¿Qué puedes decir de este punto?
Respuesta: El punto que hemos hallado es el centro de gravedad este punto es donde se considera todo su peso, puede ser interior o exterior es un punto de gran importancia porque normalmente en física se trabaja respecto a sistemas que se comportan como partículas 1.6¿Cómo puedes determinar el centro de gravedad del cuerpo 5, donde se encuentra?
Respuesta: 1.7¿es posible que el centro de gravedad de un cuerpo se encuentre fuera de ella, por qué?
Respuesta:
Si es posible que el centro de gravedad se encuentre fuera del objeto debido que el centro de gravedad es un punto donde se debería estar concentrada la fuerza de peso del objeto 1.8 ¿hay alguna diferencia entre el centro de gravedad y el centro de masa?, explique
Respuesta:
Centro de gravedad es punto donde actúan las fuerzas gravitatorias puede estar dentro o fuera del objeto El centro de masa se considera un punto donde se concentra toda la masa de un objeto o sistema
2.2 ¿Es más fácil levantar la carga directamente, o con el polipasto? Explique
Respuesta: 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
2.3 ¿Existe relación entre el coeficiente de ⁄ y el numero de poleas? Si existe ¿Cuál es la relación?
Respuesta: 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
3.3 Al comparar con ¿Qué resultados tienes? De una explicación desde el punto de vista físico
Respuesta: Al comparar con 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
3.4 Al comparar ⁄ con las cifras de las marcas (M1 y M2), ¿Qué se observa? De una explicación desde el punto de vista físico
Respuesta: Se observa qué distancia iguales de separación respecto al centro de la barra el cociente de
⁄ 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? ¿Que representa desde el punto de vista físico?
Respuesta:
el centro de la viga representa el centro de gravedad y como es un objeto homogéneo también representa el centro de masa lo que significa que en ese punto se puede llegar al equilibrio si se colgar desde ese punto
3.6 ¿Qué pasaría si tanto los dinamómetros como la viga no estuvieran en posición vertical, respectivamente? Explique
Respuesta: El cociente de
⁄ no se aproximaría a uno (1) sino que la fuerzas
de tensión en los dinamómetros han cambiado de inclinación entonces esa fuerza deben descomponerse y la tensión respecto al eje y las suma de las 2 fuerza de tensión deben ser igual a la fuerza de gravedad de la barra lo caula trae como consecuencia que los dinamómetro cambien su lectura debido al ángulo de desviación de la barra
3.7 si se tuviese una viga no homogénea ¿se cumpliría lo mismo que en este experimento? Explique
Respuesta: No debido a que el centro de gravedad en un cuerpo que no es homogéneo quiere decir densidad no uniforme no se encuentra en el centro de la barra
8) RECOMENDACIÓNES DEL ESTUDIANTE Recomiendo que en el laboratorio se vea más la parte física del cálculo del centro de masa para cuerpo irregular de forma más profunda y así ver como se relaciona con la realidad y sus aplicaciones. Me gustaría también ver en el laboratorio un experimento sobre un ejercicio de equilibrio como es el caso de una tabla apoyada en 2 puntos y ver hasta qué punto se puede desplazar una persona o carga
9) CONCLUSIONES Centro de gravedad Concluimos que en el laboratorio se puede calcular el centro de gravedad experimentalmente con el uso de unos cuantos instrumentos y que no necesariamente el centro de gravedad debe estar en el cuerpo sino que puede estar fuera, como es el caso del disco hueco
Equilibrio Se aplico en el experimento del polipasto que es un sistema de de poleas concluimos que a mayor numero de poleas menor es el esfuerzo realizado pero en la realidad el número máximo de poleas móviles es 4 es de gran importancia como función y cuál es el principio que rige este mecanismo
Reacciones en los apoyos en una viga sin carga Concluimos que las fuerzas se distribuyen homogéneamente si se usan equidistantemente pero cuando no se usa equidistante se logra un desequilibrio en el sistema concluimos también que en el centro de la barra se mantiene en equilibrio
10) BIBLIOGRAFIA
YOUNG ,FREEDMAN /FISICA UNIVERSITARIA /PEARSON/DECIMO SEGUNDA EDICION RAYMOND SERWAY /FISICA PARA CIENCIA E INGENIERIAS/THOMSON / SEXTA EDICION
