Estudio de Fuerzas y Palancas



Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ciencia
Departamento de Física
Profesor: Manuel Pinilla
Correo de comunicación:
Sebaxico14@gmail.com




Experimento Nº4:
Estudio de Fuerzas y Palancas


Resumen:
En esta experiencia se estudian los fundamentos del equilibrio rotacional ocupando una viga(carril) dispuesta en forma horizontal y una esfera maciza que servirá de móvil, se analiza el comportamiento de las fuerzas que interactúan en una viga en equilibrio, observando los torques y las tensiones que actúan sobre el sistema. Analizamos el comportamiento fuerza-peso existente, así mismo se concluye que independiente de las fuerzas que actúen sobre una viga en equilibrio la suma de ellas y lasuma de los torques que actúan sobre la viga va a ser cero.
Un cuerpo puede tener tres tipos distintos de movimiento simultáneamente, en este caso el movimiento de traslación, el de rotación, y las vibraciones del cuerpo, entonces para que un objeto se encuentre en equilibrio estático, la fuerza neta y el momento de torque alrededor de éste debe ser cero. Isaac Newton estableció que cuando uncuerpo está en reposo, la suma de las fuerzas que interactuaban en el sistema era igual a cero y, que la suma de las todas las fuerzas de un sistema en equilibrio es de igual forma igual a cero


Introducción:
En esta experiencia se realiza un análisis de la condición de equilibrio de un sistema, para ello se lleva a cabo tres actividades con diversos materiales y con ellos se busca encontrar eseequilibrio y asociarlos después con el tipo de palanca correspondiente.

Debido a esto los objetivos propuestos serán:


Verificar la condición de equilibrio en un sistema de más de dos fuerzas.
Verificar la condición estática de equilibrio de una barra (palanca).
Materiales:

Pizarra metálica
Cuerpos masivos
Regla
Hilo
Imanes
Barra metálica
Plumón
Imán graduadoMarco Teórico

Para el estudio de fuerzas físicas, aquello capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo; se debe definir como equilibrio estático a aquel fenómeno que presenta un cuerpo cuando permanece en reposo ante la acción de fuerzas externas. Uno de los sistemas que se estudiará el equilibrio es el sistema de poleas,máquinas simples donde una rueda gira libremente alrededor de un eje que pasa por su centro, donde puede variar la dirección y magnitud de una fuerza aplicada.

La palanca: Es un tipo de máquina simple, la que se conforma de una barra rígida que se puede hacer rotar respecto a un punto.




El torque o momento de fuerza: se define como una cantidad vectorial, que se obtiene del productovectorial del vector de posición donde se aplica la fuerza por el vector de esta misma, dado por la expresión:

0




En los cuerpos también actúa la fuerza de gravedad. Donde se puede demostrar que la fuerza que actúa en cada partícula equivale a una sola en su efecto, actuando en un solo punto, el que se conoce como centro de gravedad el que corresponde a la fuerza peso del cuerpo expresadocomo:




Cuando un cuerpo es tirado mediante una cuerda, la cuerda ejerce una cierta fuerza de tracción, la que se llama tensión de la cuerda (T).
Para que un cuerpo este en equilibrio se debe cumplir que la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él y la suma de los momentos de torsión (torque) de esas fuerzas debe ser cero. Para ello existen las condiciones de equilibrioestático para un sistema de fuerzas, el cual se presenta en la experiencia cuatro. La primera condición para que un sistema este en equilibrio de traslación, la resultante de todas las fuerzas que actúan en el sistema debe ser nula, tanto para un sistema en el plano se cumple que:

= 0 ; = 0

En la experimentación esta ecuación estaba dada por:

x3x – T1x =0
y 3y + T1y –T2 =0


En...