etatica unitec practicas

Universidad Tecnológica de México
Área mayor
Materia: Estática

Práctica 1
Área: Ingeniería

ESTÁTICA

Procedimiento Malab. 03

Revisión 3

enero 2008

0

Práctica no. 1
Equilibrio de fuerzas

Fecha de elaboración: ________
Fecha de revisión: ___________
Responsable: ______________

Objetivos
•
•

El alumno genera y prueba hipótesis mediante el desarrollo
completo dela práctica “Equilibrio de fuerzas”, aplicando el
método científico.
El alumno analiza sistemas físicos para representarlos grafica
y matemáticamente con ayuda de un diagrama de cuerpo libre.

Normas de seguridad
• Trabajar dentro de la línea de seguridad
• No comer alimentos dentro del laboratorio
• Manejar con precaución el equipo para evitar accidentes

Equipo de seguridad
• Bata delaboratorio

ESTÁTICA

Procedimiento Malab. 03

Revisión 3

enero 2008

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Investigación previa
Contesta las siguientes preguntas:
1. Enuncia brevemente las leyes de Newton relativas al movimiento.
2. Explica qué es un diagrama de cuerpo libre.
3. ¿Cuáles son los requisitos para que exista la condición de equilibrio en un sistema de
dos dimensiones? (1ª. Condición deequilibrio.)
4. Explica qué es el momento de una fuerza.
5. ¿Qué se entiende por un par de fuerzas?

Equipo
1 Dinamómetro de 0 a 100 g
1 Dinamómetro de 0 a 500 g
2 Soportes universales
Hilo
1 Transportador
2 Pinzas de nuez
1 Regla graduada de 50 cm con perforaciones
2 Poleas
1 Juego de pesas
2 Balanzas
1 Tablita de perfosel
1 Regla de madera de 1 m de longitud

Marco teórico conceptual
Enel diseño aplicado a la ingeniería es importante conocer las reacciones en los
diferentes apoyos y esfuerzos a los que está sometido un cuerpo; para esto, el
conocimiento de las condiciones de equilibrio de fuerzas es fundamental. Estos principios
generalmente se aplican en todas las carreras de ingeniería y su conocimiento es básico.
El caso más simple se presenta cuando existen fuerzasconcurrentes en equilibrio. En
esta situación las condiciones suficientes y necesarias para que un cuerpo se mantenga
en equilibrio son:
ΣFx = 0 Suma de componentes en “x”
ΣFy = 0 Suma de componentes en “y”
ΣM = 0 Suma de momentos

ESTÁTICA

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Revisión 3

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Para aplicar las condiciones de equilibrio y resolver los diferentes componentes de tresfuerzas concurrentes se puede utilizar la suma vectorial (las fuerzas son vectores) o bien
aplicar la ley de los senos o la ley de los cosenos.

Diagrama de cuerpo libre y triángulo de fuerzas

Triángulo de

θ
β

β
Φ
θ

Φ = 180° – (β + Θ )

Ley de los cosenos

W = T12 + T22 − T1T2 cos φ

Ley de los senos :

T1
T
W
= 2 =
senβ senθ senφ

Por lo tanto, para resolver unproblema y encontrar la solución es necesario representar
el diagrama de cuerpo libre (o diagrama vectorial) que muestre todas las fuerzas que
están actuando sobre el objeto, ya que del análisis de éste se obtienen las ecuaciones
para resolver un problema en particular.
En cuanto a la suma de momentos se considera el sentido de giro, ya que las fuerzas
que tiendan a hacer girar al cuerpo en sentidode las manecillas del reloj se considerarán
como generadoras de un momento negativo, y en sentido opuesto a las manecillas del
reloj el momento será positivo.

+
ESTÁTICA

Procedimiento Malab. 03

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Revisión 3

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El momento está definido por M = Fuerza x Brazo de palanca, en forma escalar
M=FR

Desarrollo
Experimento no. 1
Estudiaremos el equilibrio de tresfuerzas concurrentes en un punto determinado. Para
esto se requiere construir el sistema mostrado en la siguiente figura:
Hilo continuo
F1 = T1
F2 = T2

α

Soporte Universal
Mesa de
trabajo

Soporte Universal

Figura no. 1
Con el sistema montado como en la figura, mide con cuidado los ángulos formados por
las cuerdas con la vertical.
Por el método analítico de la suma de vectores,...