Escuela scuela de Cie Ci encias ncias F ísicas y Matem Matemática
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA GUÍAS DE LABORATORIO DE FÍSICA DIRIGIDO A LA FACULTAD DE ARQUITECTURA ESCUELA DE DISEÑO PRÁCTICA N°: 8B TEMA: MOMENTO DE UNA FUERZA O TORQUE 1.-
OBJETIVOS
1.1.
Determinar las condiciones de equilibrio con fuerzas paralelas.
1.2.
Encontrar el centro de gravedad de un cuerpo.
2.-
TEORÍA
Se entiende por torque () o momento de una fuerza a la medida de la tendencia de una fuerza para producir una rotación de un cuerpo rígido. Está dada por el producto de la fuerza por la distancia perpendicular al eje de rotación llamada también brazo de la palanca. F .b
Un cuerpo rígido está está en equilibrio cuando: cuando: 1° la suma de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual a cero F = 0 y, 2° cuando la suma algébrica de los torques es igual a cero = 0.
3.-
MATERIAL EMPLEADO dinamómetro
Regla metálica de 1 m 4 sujetadores Juego de masas: 100 g y 50 g Pedestal con varilla de 60 cm Doble nuez Varilla de 20 cm Dinamómetro de 10 N.
4.-
b1
F1
b2
F2
b3
b4
F3
F4
PROCEDIMIENTO
4.1.
Encuentre el centro de gravedad de la regla colgándola del dinamómetro. Lea el peso de la regla y el punto de equilibrio y registre en el lugar correspondiente a datos.
4.2.
Siguiendo los casos propuestos en la Tabla: A) Coloque en el b razo izquierdo una masa de 100 g a 10 cm del fulcro y otro de 100 g a 20 cm. Equilibre el sistema colocando dos masas de 50 g en el lado derecho. Registre las distancias (brazo) y la lectura del dinamómetro en la Tabla.
4.3.
Repita el procedimiento anterior para las masas y distancias indicadas en los dos puntos siguientes (B, C) de la Tabla.
4.4.
Para los dos últimos casos (D, E) de la Tabla (en los que es difícil la medida), mueva el fulcro a la marca de 40 cm coloque en el brazo corto de la regla a 10 cm del fulcro una masa de 100 g y a 20 cm una masa de 200 g. Equilibre el sistema. Registre siempre los resultados en la Tabla.
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DATOS Centro de gravedad de la regla: _____50 cm______ Peso de la regla:____3.7 N_______ TABLA
A
LADO IZQUIERDO Masa Fuerza Braz Torqu kg N o e m N.m 0,100 F1=0.9 0,10 0.098
0,050
8N 0,100
B
0,100
D
0,050
F1=0.9 0,10 0.098 8 F2=0.9 0,05 0.049 8 Torque total:0.14
0,050
0,100
0,050
F1=0.9 0,10 0.098 8 F2=0.4 0,20 0.098 9 Torque total:
0,200
F1=
0,100
C
N.m 0.19 F2=0.9 0,20 8N N.m Torque total: 0.28
LADO DERECHO Masa Fuerza Brazo Torqu kg N m e N.m
0,100
0,20
Di nam óme tro
F3=0.4 b3=0. 0.10 22m 9N F4=0.4 b4=0. 0.16 33m 9N Torque total:0.26
6.6
F3=0.4 9N F4=
6.1
b3=0. 27 m b4=
0.13
6.6
6.1
Torque total:0.13 6.6
0,050
F3=0.9 b3= 9 8 F4=0.4 b4=1 9 8.2 Torque total:
0,100
F3=
7.6
6.6
b3=4 8.2
0,100
E
0,200 0,100
F2= F1= F2=
F4=
0,10 Torque total: 0,20 0,10 Torque total: No hay
b4=
7.6
Torque total: 0,050
F3= F4=
b3= b4=
XX XX
Torque total:
equilibrio
5.-
CÁLCULOS
5.1.
Encuentre el valor de la fuerza para cada masa utilizando la ecuación F = m.g y registre el resultado en el lugar correspondiente de la Tabla.
5.2.
Calcule el torque para cada masa utilizando la siguiente ecuación F .b y determine luego el torque total de cada brazo. Registre este valor en el lugar correspondiente de la Tabla.
6.- CUESTIONARIO 6.1.
¿Es igual el torque de los dos brazos en cada experimento que realizó?. Explique sus resultados.
6.2.
Si encontró casos en que el torque no es igual, ¿Qué debería hacer para que se cumpla la segunda condición de equilibrio?. Hágalo para cada caso y compruebe la solución.
6.3.
Sume las fuerzas que actúan hacia abajo y compare este resultado con la lectura del dinamómetro. ¿Qué puede concluir de esto?.
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6.4.
¿Se cumplieron las dos leyes de equilibrio en este experimento?. Explique su respuesta.
6.5.
¿El centro de gravedad de los diferentes cuerpos puede estar en una zona donde no existe masa? ¿Por qué es eso posible?
6.6.
Determine el centro de gravedad de diversas figuras por método matemático
7.-
CONCLUSIONES
