Universidad Nacional Autónoma de Honduras Departamento de Física
Informe de Laboratorio VI practica Instructor: Jorge Sauceda Sección: 0905
Joel J Jonathan A Acosta
20031000244
Gerardo C Colindres
20031001347
Ciudad Universitaria
Tegucigalpa M.D.C.
INTRODUCCION
En el siguiente informe se describe lo que es el cálculo de torque así como de Inercia, para esto se utilizo como apoyo para lograr determinar los datos requeridos el uso de lo que fue la regla métrica y algunas porta masas con sus respectivas masas, una vez obtenidos los datos proseguimos a insertarlos en las formulas ya dadas tanto en la guía del laboratorio y en la clase teórica.
MARCO TEORICO Aquí se dan lo que son las formulas fundamentales para poder relacionar los datos los datos obtenidos y lo que se nos pide:
Fórmula para el cálculo del centro de masa la cual se expresa en unidades de distancia (metros, centímetros, milímetros, etc.)
Fórmula para el cálculo de lo que es torque la cual se expresa en Newton por metros (N.m)
o
Condiciones de equilibrio: 1. ∑Fx= 0, ∑Fy= 0, ∑Fz= 0, 2. ∑ T = 0
La siguiente formula nos da el valor de masa de la regla
MATERIALES Y EQUIPO
1 pivote
Regla de un metro
Soporte de masas
Masas de 5g, 10g, 20g, 50g, 100g.
PROCEDIMIENTO 1. Primeramente se coloco la regla en el pivote 2. Tratar de colocar la regla en equilibrio, para luego anotar ese punto donde la regla logra el equilibrio. 3. Se coloca una masa de 25g en un extremo de la regla y la otra masa de 75g se coloca a 20cm de distancia de la primera masa. 4. Posteriormente se comienza a tratar de colocar una masa de valor desconocido en el otro extremo de la regla, pero siempre tratando de que el sistema quede en equilibrio, se toma el valor de la distancia en la tabla. 5. Se selecciona como eje de giro un punto, para luego partiendo de ese punto se anotan los nuevos valores 6. Calculamos las fuerzas y se encuentra la masa desconocida 7. Luego se calcula el valor de la masa de la regla.
TABLAS DE DATOS Masas (Kg)
Fuerzas (N)
0.025 0.075 0.078
0.245 0.735 0.76
Distancia a partir del cero cm de la regla (m) 0 0.20 0.957
Distancia a partir del eje de giro (m) 0.505 0.305 0.452
Momentos de fuerza, a partir del eje seleccionado 0.124 0.224 0.343
PROCESAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES 1. Calculo para las fuerzas requeridas: Para F1 t: Para F2: Para
=
=0.76N
2. Calculo Para la masa requerida:
3. Cálculos para momentos de fuerza requerida:
4. Calculo del valor para la masa de la regla :
; fueron obtenidos en la práctica del laboratorio
=
CUESTIONARIO
1) ¿Qué importancia tiene el centro de masa y el centro de gravedad en los cuerpos? R/ Para determinar la distribución de las masas que constituyen un cuerpo extenso se define un concepto ideal conocido como centro de masas . Este punto constituye una generalización de la noción de centro de gravedad que no considera ningún campo de fuerzas aplicado, sino simplemente la forma del cuerpo extenso y la distribución de la masa en su interior. 2) En un cuerpo homogéneo ¿en donde se encuentra el centro de gravedad y el centro de masa? R/ El centro de masas puede estar situado fuera del cuerpo extenso, aunque siempre en el interior de su envoltura convexa (volumen que encierra al cuerpo y a todos los segmentos rectos que unen dos puntos cualesquiera del mismo). El centro de masa se calcula para un objeto o cuerpo que contiene dimensiones alto, ancho etc. se resume en un punto en el cual todo movimiento al que se quiere estudiar se lo representa por medio de ese punto, por ejemplo para estudiar el movimiento de un auto se toma el centro de masa para solamente tener en cuenta coordenadas horizontales y verticales porque esta resumido el auto en un punto, si no lo fuera así (macro física) se tendrían que tener en cuenta otros movimientos que son afectados por dicha masa al tener un volumen, rotaría sobre distintos tipos de ejes y es más complejo su estudio pero resumiendo el cuerpo en un solo punto (centro de masa) se facilita mucho el estudio y la variación que hay en estudiar el cuerpo con volumen no es tanto (se lo toma como error). 3) En un sistema regular ¿Dónde se encuentra el centro de masa y el centro de gravedad? R/ La fuerza más corriente que actúa sobre un cuerpo es su propio peso. En todo cuerpo por irregular que sea, existe un punto tal en el que puedo considerarse en él concentrado todo su peso, este punto es considerado el centro de gravedad el Punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de atracción gravitatoria ejercidas sobre un cuerpo o un conjunto de
ellos. Dicho en lenguaje llano, si tomáramos un cuerpo y pudiéramos concentrar su masa en un único punto, ese punto coincidiría precisamente con el centro de gravedad. En el caso de una esfera el centro de gravedad corresponde a su centro geométrico, y en cuerpos de formas regulares o sencillas también existe una dependencia entre el centro de gravedad y los parámetros geométricos de los mismos. Si el cuerpo tiene forma irregular, la posición del centro de gravedad dependerá de la distribución de la masa del mismo. 4) Los centros de gravedad y de masa ¿se encuentran en igual posición en el hombre que en la mujer? R/El centro de gravedad en el hombre, en posición anatómica, cae entre los 2 pies, en la parte anterior de estos, por esa razón el cuerpo tiende a irse hacia adelante, y para que el cuerpo no se caiga, los músculos gemelos y los espinales se contraen isométricamente, por esta razón a estos músculos se los denomina "anti gravitatorios"
5) ¿Un sistema puede estar en equilibrio rotacional si rota? ¿Cuándo? R/ En el cálculo vectorial, el rotacional o rotor es un operador vectorial que muestra la tendencia de un campo vectorial a inducir rotación alrededor de un punto. El que el rotacional de un campo alrededor de un punto sea distinto de cero no implica que las líneas de campo giren alrededor de ese punto. Por ejemplo, el campo de velocidades de un fluido que circula por una tubería posee un rotacional no nulo en todas partes, salvo el eje central, pese a que la corriente fluye en línea recta: La idea es que si colocamos una rueda de paletas infinitamente pequeña en el interior del campo vectorial, esta rueda girará, aunque el campo tenga siempre la misma dirección, debido a la diferente magnitud del campo a un lado y a otro de la rueda. 6) ¿Qué pasaría si los humanos no fuesen sistemas equilibrados? R/Habría problemas en estabilizar y coordinar los diferentes músculos del cuerpo no podríamos aminar de forma correcta estaríamos en un desbalance no controlaríamos la gravedad y en consecuencia nos caeríamos a cada instante.
CONCLUSIONES
A decir verdad este fue un laboratorio que nos ayudara mucho en la clase teórica ya que ahí solo se nos dan los ejemplos y no se nos muestra un ejemplo así de practico, por ende aquí logramos entender mucho más los capítulos 9 y 10 del libro de texto utilizado en la clase teórica, los cuales tratan de la inercia y el torque.
Una vez explicado el tema logramos comprender más lo que es centro de masa, punto de apoyo, centro de gravedad, torque, equilibrio y estabilidad.
De los cálculos realizados en la práctica podemos observar que la masa resultante de la regla es de
