Trabajo

PRACTICA DE LABORATORIO N° 1
EQUILIBRIO DE FUERZAS
I. 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.
* Analizar y comprobar los resultados teórico-prácticos mediante las tablas propuestas.II. FUNDAMENTO TEORICO:

PRIMERA LEY DE NEWTON

La primera ley de Newton, conocida también como la ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende del cual sea elobservador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el boletero viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el boletero se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipoespecial de sistema de referencia conocidos como “sistemas de referencia inerciales”, que son aquellos sistemas de referencia desdelos que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre esposible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estamos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la tierra es una buena aproximación de sistema inercial. La primera ley de Newton se enuncia como sigue:
“todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos queotros cuerpos actúen sobre el”
Considerando que la fuerza es una actividad vectorial, el análisis experimental correspondiente a las fuerzas requiere herramienta del algebra vectorial. Ello implica el conocimiento de la suma de vectores concurrentes, al cual también se le denomina vector resultante, dado por:

R =i=1nFi…..(1.1)
Siendo F1, F2…..Fn fuerzas concurrentes en el centro de masa delcuerpo.
El producto escalar se realizar entre dos cantidades vectoriales , como resultado de esta operación se determina una cantidad escalar; definido por:
F . r = Fr cosθ
F,r : son los módulos de los vectores F , r respectivamente.

Mientras tanto, el producto vectorial se opera entre dos vectores, cuyo resultado es otra cantidad vectorial. El módulo de este nuevo vector esta dado por:
r xF=rFsen θ…..(1.2)
Donde θ: ángulo entre los vectores F y r.
Los vectores se pueden descomponerse en sus componentes ortogonales o en base a los vectores unitarios i, j y k. por lo que cualquier vector se puede expresar de la siguiente forma:
R = RX i + RY j + Rz k
En el plano cartesiano X-Y los componentes ortogonales se determinan mediante la siguiente forma:
Rx = R cos θ …….(1.3a)
RY = Rsen θ ……..(1.3b)
R = RX2 + RY2 …….(1.3c)
Tg θ = RX/RY ……..(1.3d)

Las condiciones de equilibrio, son las que garantizan a que los cuerpos pueden encontrarse en equilibrio de traslación y/o de rotación.
Primera condición de equilibrio
“Para que un cuerpo se encuentre en reposo absoluto o con movimiento uniforme si o solo si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nulo”.Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo lo hacen en un único punto, este punto por lo general coincide con el centro de masa del cuerpo; por ello todas estas fuerzas son concurrentes en el centro de masa. Para evaluar este equilibrio es necesario igualar a cero al vector resultante representado por la ecuación (1.1). La representación geométrica de un sistema en equilibrio de traslación bajo el...