Equilibrio de cuerpos rigidos.
EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS
Departamento de Física
F. Ricardo Morales
Resumen—En la siguiente práctica se va simular una viga
(representado por una regla graduada de masa m) pivoteada
por una de sus extremos y del otro extremo unido a un alambre(representado por un hilo de cañamo), se pretende estudiar
el efecto de la tensión en el alambre a medida que un objeto de
masa M cambiasu posición "x", siendo x1 , la medida total de
la regla y siendo x2 la distancia de la punta de la regla donde
se encuentra el hilo hasta donde se encuentra inserto el tornillo,
ademas de predecir la tensión que se genera en el sistema a una
distancia (x), para comparar los resultados obtenidos.
I.
Calculando las incertezas para m y b obtenemos:
Mg
∆M
∆x
)(
+
)
x2 sin θ M
x(2)
mgx1 ∆m ∆x1
∆x2
)(
+
+
)
x2 sin θ m
x1
x2
(3)
∆A = (
∆C = (
O BJETIVOS
• Proponer un modelo experimental de como varia la
tensión T en un hilo que sostiene una regla uniforme en un
extremo, y pivoteada en el otro extremo, cuando una masa M
es colocada a varias distancias X del eje de rotación.
• Compara el modelo experimental obtenido en la práctica
con el modeloteórico.
• Poder predecir a partir del modelo experimental obtenido
en la práctica la tensión un dato arbitrario ya conocido y
comparar la predicción de la tensión del modelo experimental
con la tensión obtenida con el dinamómetro y con la tension
obtenida con el modelo teórico.
Entonces la incerteza de la tensión nos queda de la
siguiente manera:
∆T = Ax4 (
(4)
De la misma manerapara la ecuación empirica y en
base a los datos tomados realizando la gráfica se obtiene el
mismo modelo matématico:
T2 = m2 x4 + b2
∆T2 = m2 x4 (
II.
∆A ∆x4
+
) + ∆C
A
x4
∆m2
∆x4
+
) + ∆b2
m2
x4
(5)
(6)
M ARCO T EÓRICO
Tomando todas la fuerzas que actuán sobre el sistema a
esto se le llama a realizar un diagrama de cuerpo libre del
sistema concluimos la siguienteecuación:
Al comparar los valores obtenidos de la ecuación 1 y la
obtenida empiricamente 5 se deberian asemejar junto con el
dato conocido para que nuestro experimento sea tomado como
un exito.
τ =0
III.
D ISEÑO E XPERIMENTAL
Equipo:
−M gx − mgx1 + T x2 sin θ = 0
• Un trípode en forma de V.
T =
Mg
x2 sin θ
x4 +
mgx1
x2 sin θ
(1)
La cuál se puede observar quees una ecuación de la forma:
T = Ax + C
• Una varilla de 75 cm y dos varillas de 25 cm c/u.
• Tres mordazas universales, una pinza universal, una
masa M = 500g con gancho.
• Un dinamómetro de 10 N.
2
• Una regla métrica.
• Una polea sin prensa.
Magnitudes físicas a medir:
• La distancia x de la masa de 500g que cuelga, respecto al
punto de pivote.
• La tensión en el hilo medidapor un dinamómetro.
• El ángulo que forma al hilo con una viga horizontal.
• La masa M de la regla.
Figura 1. Equipo a utilizar
• La longitud de la regla medida desde el punto de
pivote.
• La longitud del centro de masa de la regla, medida
desde el pivote.
Procedimiento:
1. Armar el sistema, un extremo de la regla se pivotea
centrándolo en la marca de 3 cm, el otro extremo se leamarra un hilo el cual pasa por una polea hacia el extremo
del dinamómetro.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
x (m)
0.060
0.110
0.160
0.210
0.260
0.310
0.360
0.430
∆x (m)
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
T (N)
1.0
1.7
2.2
2.9
3.6
3.9
4.6
5.4
∆T (N)
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
2. A la regla se le coloca un nivel para garantizar que
laregla este siempre horizontal.
3. Calibrar el dinamómetro con el cero marcado.
4. Medir la longitud de la regla.
5. Comenzar a medir la tensión que ejerce la masa M
de 500 g en las distintas distancias x marcadas en la regla
que va a estar siempre en forma horizontal.
6. Realizar la medida arbitraria.
7. Tabulación de los datos experimentales obtenidos.
Figura 2. Gráfica Tensión vs...
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