Equilibrio de fuerzas

EQUILIBRIO DE FUERZAS

OBJETIVOS:

*Comprobar la primera condición de equilibrio para un sistema de fuerzas concurrentes en un punto.
*Comprobar la segunda condición de equilibrio para un sistema de fuerzas que actúan en diferentes puntos de aplicación.
*Determinar el Error Relativo porcentual y absoluto de la experiencia teórica práctica.

APLICACIONES:

® Cualquier acción de tiraro empujar es una fuerza por ejemplo: el obrero al empujar el vagón está aplicando una fuerza.

® La normal (N) es la fuerza que aparece cuando nos apoyamos. El hombre se apoya en el cajón y en el piso.









EQUIPOS Y MATERIALES:

-Una computadora

-Programa Data Studio instalado.

-Interface ScienceWorkshop 750.

2 sensores de fuerzas (c1-6537)

01 disco ópticode Hartl (Forcé Table)

01 juego de pesas.

Cuerdas inextensibles.
Una regla de 1m.

Un soporte de accesorios.
Una escuadra o transportador.




DATOS EVALUADOS

Tabla 1.1
Nº M1i (g) M2i (g) Ti (Newton) θ1i θ2i θ3i
01 45g 55g 0.82 N 160° 230° 20°
02 85g 55g 0.38 N 140° 250° 0°
03 55.5g 35g 0.13 N 155° 300° 0°

Tabla 1.2
Nº M1i(g) M2i(g) M3i(g) L1i(cm) L2i(cm) L3i(cm)Ti(N) θi
01 15g 55g 65g 19cm 48cm 73.5cm 1.17 N 45°
02 20g 97g 25g 19cm 48cm 73.5cm 1.12 N 47°
03 105g 102g 205g 19cm 48cm 73.5cm 2.48 N 50°
Registre también la longitud (L) y masa (m) de la regla
L=96cm m=128.5g
ANÁLISIS DE RESULTADOS:
Primera condición de equilibrio:
Muestre los ángulos agudos a emplear θ’i y θirepresentados en la figura 1.3a y 1.3b, mediante la relación θi=ƒ (θ’i) para cada evento.

Fig. (1.3a) Fig. (1.3b)
Caso 1
θ1= f(θ’1) θ2= f(θ’2) θ3= f(θ’3)
θ1= f(160°)=20° θ2= f(230°)=50° θ3= f(20°)=20°

Caso 2

θ1= f(θ’1) θ2= f(θ’2) θ3= f(θ’3)
θ1= f(140°)=40° θ2= f(250°)=70° θ3= f(0°)=0°


Caso 3

θ1= f(θ’1) θ2= f(θ’2) θ3= f(θ’3)
θ1=f(155°)=25° θ2= f(300°)=60° θ3= f(0°)=0°


Descomponga a las fuerzas , y en sus componentes ortogonales del plano cartesiano X-Y. Las componentes en dirección horizontal y vertical de estas fuerzas se determinan mediante las ecuaciones (1.3a) y (1.3b) respectivamente y haga la suma de los componentes en el eje X y en el eje Y por separado, explique cada uno de estos resultados obtenidos ymuestre sus resultados en la tabla.
W=m.g g=9.8

Primer caso.

W1x = W1cos θ1 W2x = W2cosθ2
W1x = 0.441N.cos160° W2x = 0.539N.cos230°
W1x = -0.4144N W2x =-0.3464N

W1y = W1senθ1 W2y = W2senθ2
W1y =0.441N.sen160° W2y = 0.539N.sen230°
W1y = 0.1508N W2y = -0.4128N

∑fx(←)=∑fx(→)
0.4144N + 0.3464N = Tx
0.7608N = Tx

∑fy(↑)=∑fy(↓)
0.1508N +Ty = 0.4128N
Ty =0.2620N




Segundo caso.

W1x = W1cos θ1 W2x = W2cosθ2
W1x =0.833N.cos140° W2x =0.539N.cos250°
W1x = -0.6381N W2x =-0.1843N

W1y = W1senθ1 W2y = W2senθ2
W1y =0.833N.sen140° W2y =0.539N.sen250°
W1y =0.5354N W2y = -0.5065N


∑fx(←)=∑fx(→)
0.6381N + 0.1843N = Tx
0.8224N = Tx


∑fy(↑)=∑fy(↓)
0.5354N + Ty = 0.5065N

Ty= -0.0289NTercer caso.

W1x = W1cos θ1 W2x = W2cosθ2
W1x = 0.5439N.cos155° W2x =0.343N.cos300°
W1x =-0.4929N W2x = 0.1715N

W1y = W1senθ1 W2y = W2senθ2
W1y = 0.5439N.sen155° W2y = 0.343N.sen300°
W1y = 0.2297N W2y =-0.2970N


∑fx(←)=∑fx(→)
0.4929N= 0.1715N + Tx
0.3214N = Tx

∑fy(↑)=∑fy(↓)
0.2297N + Ty = 0.2970N

Ty = 0.673N


La suma de los componentes en el ejeX y en el eje Y por separado.
Caso 1
∑Fix = W1x + W2x + Tx ∑Fiy = W1y + W2y + Ty
∑Fix = - 0.4144N – 0.3464N + 0.7608N ∑Fiy= 0.1508N – 0.4128N + 0.2620N
∑Fix = 0N ∑Fiy = 0N
Caso 2
∑Fix = W1x + W2x + Tx ∑Fiy = W1y + W2y + Ty
∑Fix = - 0.6381N – 0.1843N + 0.8224N ∑Fiy= 0.5354N – 0.5065N + 0.0289N
∑Fix = 0N ∑Fiy = 0N

Caso 3
∑Fix = W1x + W2x + Tx ∑Fiy = W1y + W2y + Ty...