OBJETIVOS: •
Comprend Comprender er las condicio condiciones nes de equilibr equilibrio io de traslaci traslación ón y de rotación rotación mediante mediante la balanza de fuerzas paralelas.
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Afianzar el el concepto concepto de torque torque alrededor alrededor de un un eje fijo. Establecer Establecer si bajo la acción simultánea de varias fuerzas en diferentes posiciones con respecto al eje de rotación de la balanza, esta se encuentra o no en equilibrio.
INTRODUCCION: La estática estudia los cuerpos que están en equilibrio, que es el estado de un cuerpo no sometido a aceleración; un cuerpo, que está en reposo, o estático, se alla por lo tanto en equilibrio. !n cuerpo en equilibrio estático, si no se le perturba, no sufre aceleración de traslación o de rotación, porque la suma de todas las fuerzas u la suma de todos los momentos que act"an sobre #l son cero. $in embar%o, si el cuerpo se desplaza li%eramente, son posibles tres resultados& '( El objeto re%resa a su posición ori%inal, en cuyo caso se dice que está en equilibrio estable. )or ejemplo, pelota col%ada libremente de un ilo está en equilibrio estable porque si se desplaza acia un lado, rápidamente re%resará a su posición inicial. *( El objeto se aparta más de su posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio inestable. )or ejemplo, un lápiz parado sobre su punta está en equilibrio inestable; si su centro de %ravedad está directamente arriba de su punta la fuerza y el momento netos sobre #l serán cero, pero si se desplaza aunque sea un poco, di%amos por al%una corriente de aire o una vibración, abrá un momento sobre #l y continuar# cayendo en dirección del desplazamiento ori%inal. +( El objeto permanece permanece en su nueva posición, posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio neutro o indiferente. )or ejemplo, una esfera que descansa sobre una mesa orizontal; orizontal; si se desplaza li%eramente acia un lado permanecerá en su posición nueva.
Condiciones de Equilibrio: '. Condición de equilibrio ó Condición de equilibrio -raslacional. La suma al%ebraica de fuerzas que act"an sobre un cuerpo debe ser i%ual a cero/
Cuando esta condición se satisface no ay fuerza desequilibrada o no balanceada actuando sobre el cuerpo, lo que implica que el sistema de fuerzas no tenderá a producir nin%"n cambio en el movimiento lineal de un cuerpo. *. Condición de equilibrio ó Condición de equilibrio 0otacional. La sumatoria al%ebraica de los momentos provocados por fuerzas que act"an a determinada distancia de cualquier eje o punto centro de %iro de referencia debe ser cero/ Cuando esta condición se satisface no ay torque no balanceado o momento actuando sobre el cuerpo, lo que implica que el cuerpo no tenderá %irar o rotar. $i ambas condiciones se cumplen se dice entonces que un cuerpo se encuentra en equilibrio, es decir, no tiene movimiento traslacional ni rotacional.
TORQUE O MOMENTO DE FUERZA:
UNIDADES DE TORQUE
RECURSOS A UTILIZAR: Se utilizará el simulador de tiro parabólico de la siguiente dirección de red: https://phet.colorado.edu/es/simulation/balancing-act Les aparecerá la siguiente pantalla:
Activen ¡Iniciar ahora PROCEDIMIENTO:
Se realizarán tres pruebas! en las "ue se veri#cará el e"uilibrio del sistema. $n la primera colocaremos el barril de %&'g. (asa a &.) metro del centro * buscaremos mantener la horizontalidad de la barra utilizando una o las dos masas de ) +g ane,as. $n a segunda prueba colocaremos el barril de %&'g. (asa a %.& metro del centro * buscaremos mantener la horizontalidad de la barra utilizando una o las dos masas de ) +g ane,as. colocaremos el barril de %&'g. (asa a %.) metro del centro * buscaremos mantener la horizontalidad de la barra utilizando una o las dos masas de ) +g ane,as.
tilizando el sistema ('S para las unidades sicas * tomando como reerencia el centro del balancn * encontrando las condiciones de e"uilibrio del sistema se completará el siguiente cuadro:
N o
% 2 3
Masa (Kg)
%& %& %&
LADO IZQUIERDO Pes Distan To"#$e o
ia
(N)
(!)
(N%!)
Masa (Kg)
01.% 01.% 01.%
4 se responderán las preguntas del cuestionario.
LADO DERECHO Distan To"#$e Peso ia (N%!) (N) (!)
HOJA DE DESE!E"O #ISICA I $#CA%& ' #(SICA II $#IS)& !RACTICA No* +: TOR,UE 1nstructor& 222222222222222222222222222222222222 3rupo de Laboratorio 4o. 2222
Alumno5a6: 7777777777777777777777777777777777777777 8arnet: 7777777777777 8onsiderando la gravedad como 0.1% m/S 2! tomando como reerencia el centro del balancn * encontrando as condiciones de e"uilibrio del sistema! complete el siguiente cuadro:
N o
Masa
LADO IZQUIERDO Pes Distan To"#$e
(Kg)
o
ia
(N)
(!)
(N%!)
Masa (Kg)
LADO DERECHO Distan To"#$e Peso ia (N%!) (N) (!)
% %& 01.% 2 %& 01.% 3 %& 01.% 9u; observa<98ómo son las sumatorias de los tor"ues a ambos lados del balancn<
9Se cumplen las condiciones de e"uilibrio estático<
Si el sistema tuviera eectos en el espacio 98uál sera la dierencia con este "ue es bidimensional<
CUESTIONARIO '. 5$erá posible predecir la fuerza y su punto de aplicación que lo%ra el equilibrio si solamente se conoce la masa que a sido col%adas en un lado de la balanza6. $ustente su respuesta. *. 5El montaje e7perimental usado en esta práctica podr8a ser usado para encontrar la masa de un cuerpo6. E7plique. +. 5$e puede relacionar el funcionamiento de una balanza romana con el presente e7perimento6. $ustente su respuesta.
