Fisica I

Páginas: 10 (2291 palabras) Publicado: 18 de marzo de 2013
INFORME Nº 01
EQUILIBRIO DE FUERZAS
I. OBJETIVO:
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.
Analizar y comparar los resultados teórico-prácticos.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
Primera Ley de Newton
“Todo cuerpopermanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él”

Considerando que la fuerza es una cantidad vectorial, el análisis experimental correspondiente a las fuerzas requiere herramienta del álgebra vectorial. Ello implica el conocimiento de la suma de vectores concurrentes, al cual también se le denomina vector resultante, dado por:
R⃗=∑_(i=1)^n▒(F_i ) ⃗ ...............(1.1)
Siendo (F_1 ) ⃗,(F_2 ) ⃗,….,(F_n ) ⃗ fuerzas concurrentes en el centro de masa del cuerpo.
El producto escalar se realiza entre dos cantidades vectoriales como resultado de esta operación se determina una cantidad escalar; definido por:
F ⃗.r ⃗=Fr cos⁡θ

F, r: son módulos de los vectores F ⃗,r ⃗ respectivamente.

Mientras tanto, el producto vectorial se operaentre dos vectores, cuyo resultado es otra cantidad vectorial. El módulo de este nuevo vector está dada por:

|r ⃗×F ⃗ |=rFsenθ ……. (1.2)

Donde θ: ángulo entre los vectores F ⃗,r ⃗. La representación gráfica de estas operaciones algebraicas s ilustra en la figura. 1.1 y figura 1.2




Los vectores se pueden descomponerse en sus componentes ortogonales o en base a los vectores unitarios î,j ̂ y( k) ̂. Por lo que cualquier vector se puede expresar de la siguiente forma:
R ⃗=R_x i ̂+R_y j ̂+R_z k ̂
En el plano cartesiano X-Y, las componentes ortogonales se determinan mediante las siguientes ecuaciones de transformación:
R_x=r cos⁡θ……………. (1.3a)
R_y=rsenθ……………. (1.3b)
R=√(R_x^2+R_y^2 )……………. (1.3c)
tan⁡θ=R_x/R_y ……………. (1.3d)
La primera condición de equilibrio nos dice: Quelas fuerzas verticales así como las horizontales están equilibradas. Por ello se dice que el sistema se encuentra en equilibrio traslacional. En tales casos la suma de todas las componentes en x es cero y la suma de todas las componentes en y es cero y se escribe como:
∑▒〖fx=0〗 y ∑▒〖fy=0〗
En la Fig. N° 1 seaplican dos fuerzas iguales pero opuestas se aplican hacia la derecha y hacia la izquierda
N


F F



Fig. N° 1 W
En la Fig. N° 2 el cuerpo gira aun cuando la suma vectorial de las fuerzas siga siendo igual a cero y las fuerzas F no tienen la misma línea de acción, nohay equilibrio
N

F




F



W
Fig. N° 2

La línea de acción de una fuerza es una línea imaginaria extendida indefinidamente a lo largo del vector en ambas direcciones. Cuando las líneas de acción no se interceptan en un mismo punto, puede producirse rotación respecto a un punto llamado eje de rotación .Las unidades delmomento de torsión son N.m
La segunda condición de equilibrio nos dice: la suma algebraica de todos los momentos de torsión alrededor de cualquier eje de rotación debe ser igual a cero
∑▒τ=τ1+τ2+τ3+τ4=0
Existe equilibrio total cuando la primera y segunda condición se satisface. En tales casos pueden

escribirse en tres ecuaciones independientes.

∑▒〖fX=0〗∑▒〖fy=0〗 ∑▒〖τ=0〗
INSTRUMENTOS O EQUIPOS DE LABORATORIO: Estos son los instrumentos que el laboratorio de física nos brinda para poder demostrar la primera y segunda condición de equilibrio:
Una Computadora
Programa Data Studio Instalado
Interface Science Worshop 750.
2 Sensores de fuerza (C1-6537)
01 Disco opticode Hartl...
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