Informe, Equilibrio estático I

Equilibrio Estático, Cuarta sesión
14 de mayo de 2014
Universidad de Santiago de Chile, Física I para Ingeniería
Profesor(a): Myriam Morales Rios
Paulo Gutiérrez C. Diego Henríquez C. Franco Ibarra O. Pablo Ibarra R.

Resumen
En una primera instancia, se determinará el coeficiente de roce estático para dos superficies distintas.
Luego se verificará que para un cuerpo en equilibrio, la sumatoriade las fuerzas externas que actúan
sobre él debe ser nula, comprobando así la primera ley de Newton Finalmente se conocerá la ventaja
mecánica que puede otorgar un sistema de poleas.
1. Introducción
La estática se encuentra definida como la ciencia que
estudia las fuerzas, aplicadas a un cuerpo y que
describen un sistema en equilibrio. El sistema en
cuestión se dirá en equilibrio cuando los cuerposque
forman parte del sistema se encuentran en reposo, es
decir, sin movimiento.

En la segunda parte del informe se abordará la
ventaja mecánica de un sistema de poleas.

A modo introductorio, una palanca se encuentra
definida como una máquina simple, de tracción y
que permite transmitir fuerza. Así un sistema de
poleas permite reducir la magnitud de la fuerza
Ahora bien, deben cumplirse unaserie de requisitos requerida a la hora de querer movilizar un masa .
para que el sistema cumpla con la condición de
Para finalizar, debemos conocer el concepto de
equilibrio.
ventaja mecánica, que corresponde al parámetro
(a) Equilibrio Traslacional
del cuociente entre la fuerza resistente y la fuerza
aplicada, así más adelante, se comprobará si
(b) Equilibrio Rotacional
existe o no ventaja mecánicaen un sistema de
Para efectos de éste informe nos compete (a). Y para poleas.
que ello se cumpla tenemos:
2. Procedimiento experimental

∑ F⃗ =0

Materiales experiencia 1

Es decir, la fuerza resultante o neta debe ser igual a 0.
Matemáticamente, en el caso de fuerzas coplanarias,
se cumple que la suma aritmática de sus
componentes, tanto en dirección negativa como
positiva, para ambos ejescoordenados, debe ser 0

∑ +xF⃗ =∑ −xF⃗

∑ +yF⃗ =∑ −⃗Fy

(a) Hilo
(b) Masas de distinta magnitud
(c) 2 Poleas Fijas
(d) Balanza
(e) Base magnética y barra
(f) Sensores para Fuerza
(g) Software LoggerPro

3. Desarrollo experimental
Materiales experiencia 2

A partir del primer montaje, obtendremos la
expresión analítica que nos permite confirmar el
estado de equilibrio traslacional del montaje.

(a)Hilo
(b) Masas de distinta magnitud
(c) 1 Polea fija
(d) 1 Polea móvil
(e) Sensor para fuerza
(f) Base magnética y barra
(g) Software LoggerPro
Montaje experiencia 1
1. Se procedió a implementar el aparejo indicado en la
guía de trabajo.
2. En el aparejo, cada sensor registra una fuerza
tomando nota de ésta y se registra además el ángulo,
para cada uno de los casos, es decir, para cada
variación demasa.
3. En un registro tabular se organizan los siguientes
datos.
F1 [N]

θ1
M [g]
F2 [N]

0,6422
78o
100,38

0,3191
78o
49,9

0,3601
78o
55

0,679
80o
105.9

1,319
79o
205,8

0,3651
68

0,1911
69

0,2168
65

0,3901
66

0,7602
68

Fig. 1 Tabla de datos a partir de exp. 1

Fig. 3 Diagrama de cuerpo libre para experiencia 1

Para que ocurra el equilibrio traslacional en la
figura 3. debe cumplirseque

∑ F⃗ x=∑ F⃗ y=0
Montaje experiencia 2
1. Se monta el sistema de poleas indicado en la guía Por lo tanto, se cumple para el diagrama que
T⃗1+T⃗2 =M 3∗⃗
g
de trabajo. Éste consta de una polea fija, y otra móvil,
diferenciánsode del anterior, ya que el primero sólo
participaban poleas fijas.
T⃗1+T⃗2−M 3∗⃗
g =0
2. Se procede a tomar los datos, y se registran en la
Se procede a descomponer lasfuerzas
siguiente tabla
-quedando demostrado en el apéndice de éste
F [N]
0,327
0,564
0,815
1,048
1,261
1,534
informe-; pues así que para cada conjunto de
M [g]
0,071
0,116
0,167
0,214
0,272
0,315
valores de la Fig. 1, se cumple que cada Tensión,
Fig. 2 Tabla de datos a partir de exp. 2
descompuestas para realizar la sumatoria
correspondiente, son equivalentes a la fuerza
peso realizada por la masa...