estatica

Laboratori de
F´sica I
ı

Est´ tica
a
Objetivo
Estudiar las fuerzas que intervienen en diferentes situaciones de equilibrio est´ tico de la part´cula y
a
ı
del s´ lido r´gido.
o
ı

Material
Panel vertical con dos poleas y soporte para dos dinam´ metros, 4 dinam´ metros (2 de 1N y 2 de 3N),
o
o
3 cuerdas de diferente longitud, juego de pesas y barra de acero.

Fundamento te´rico
o
Una part´cula permanecer´ en equilibrio est´ tico si la suma de las fuerzas externas aplicadas es cero;
ı
a
a
F =0

(1)

En esta pr´ ctica se intentar´ verificar la validez de esta expresi´ n mediante el montaje experimental
a
a
o
mostrado en la figura 1.
En el caso de un s´ lido r´gido, la condici´ n anterior es necesaria pero no suficiente para garantizar el
o
ı
o
equilibriodel cuerpo. En este caso deberemos exigir tambi´ n que se anule la suma de los momentos
e
de las fuerzas externas aplicadas sobre el s´ lido r´gido;
o
ı
F =0

(2)

M =0

(3)

Para verificar la validez de estas expresiones, realizaremos diferentes mediciones con un s´ lido r´gido
o
ı
(una barra) dispuesto como muestra la figura 2.

T1

θ1

T2

θ2
T2

T1
masa
mgFigura 1: Panel para el estudio de la est´ tica de la part´cula
a
ı

M´ todo experimental
e
Est´ tica de la part´cula
a
ı
Monta el panel para el estudio de la est´ tica de la part´cula (figura 1) utilizando una masa m=120g
a
ı
y dos cuerdas de las suministradas. Mide con los dinam´ metros el valor de las tensiones y angulos
o
´
obtenidos en este caso. Utiliza para las medidas el dinam´metro con el rango de medida m´ s adecuao
a
do. Comprueba antes de empezar a medir que en la posici´ n utilizada (con el gancho hacia arriba)
o
la escala del dinam´ metro marca realmente cero cuando no hay tensi´ n aplicada. Si no es as´ debes
o
o
ı
corregir este error de cero con la rosca de que dispone el instrumento.
Observa que existe una cierta hist´ resis en los valores obtenidos parala tensi´ n. Es decir si acercamos
e
o
la masa m a la posici´ n de equilibrio desde “arriba” se obtienen valores ligeramente diferentes que si
o
la aproximamos desde “abajo” (esto de debe al rozamiento en el eje de las poleas). Tomaremos como
valor m´ s aproximado la media de ambos.
a
Escoge otra combinaci´ n de cuerdas, de forma que los angulos θ1 y θ2 var´en apreciablemente, y
o
´
ıvuelve a medir el valor de las tensiones y angulos obtenidos con m=120g.
´
Sin cambiar el par de cuerdas, cuelga ahora una masa m de 40g y mide el valor de las tensiones y
angulos obtenidos. Repite la medida con una masa m de 200g.
´
Utiliza para las medidas los dinam´ metros m´ s adecuados (seg´ n su fondo de escala).
o
a
u

Est´ tica del s´ lido r´gido
a
o
ı

T1

θ1
T1

1T2

d

θ2

T2

2

mg

φ
Mg

Figura 2: Panel para el estudio de la est´ tica del s´ lido r´gido
a
o
ı
Mide y anota la masa, M , y la longitud, L, de la barra de acero suministrada.
Monta el panel para el estudio de la est´ tica del s´ lido r´gido (figura 2) utilizando la barra de acero y
a
o
ı
dos cuerdas de las suministradas.
Observa que existe una cierta hist´ resis enlos valores obtenidos para la tensi´ n. Es decir si acercamos
e
o
la barra a la posici´ n de equilibrio desde “arriba” se obtienen valores ligeramente diferentes que si la
o
aproximamos desde “abajo” (esto de debe al rozamiento en el eje de las poleas). Tomaremos como
valor m´ s aproximado la media de ambos.
a
Mide el valor de las tensiones y angulos obtenidos.
´
Cuelga ahora una masam=100g en el gancho de la barra y mide el valor de las tensiones y angulos
´
obtenidos en este caso.
Utiliza para las medidas los dinam´ metros m´ s adecuados (seg´ n su fondo de escala).
o
a
u

Resultados
Est´ tica de la part´cula
a
ı
1. Resuelve ’te´ ricamente’ el problema de est´ tica estudiado obteniendo la expresi´ n algebr´ ica
o
a
o
a
de T1 y T2 en funci´ n de m, θ1 y θ2...