estudio de una viga en equilibrio estatico

Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencia,
Departamento de Física
Curso: Física I
Profesora: Daniela Briceño

“ESTUDIO DE UNA VIGA EN EQUILIBRIO ESTÁTICO”

Fecha: 12 de Agosto del 2013
Resumen
En la siguiente experiencia se realizó un montaje experimental, para determinarlas reacciones que se presentan en un sistema de fuerza, compuesto por una palanca y un objeto de masaM. Se obtuvo que las relaciones que permiten verificar el equilibrio estático en el sistema fueron las siguientes;.Luego se obtuvieron experimentalmente la masa del objeto cilíndrico de , con un error de; de la masa experimental de la barra con un error de, y de la gravedad experimental, con un error de , todo esto gracias al grafico obtenido y al cual se le realizo un ajuste por el método demínimos cuadrados.
Objetivo general
Determinar las reacciones que se presentan cuando se aplican cargas puntuales verticales a una carga puntual horizontal fijada en uno de sus dos extremos, para posteriormente determinar la relación funcional entre las variables involucradas.
Objetivos específicos
Encontrar las ecuaciones que verifican el equilibrio estático del sistema formado por una palanca obarra.
Obtener relación funcional de las variables involucradas y su correspondiente gráfico.
Comparar valores referenciales con valores experimentales e interpretar los datos obtenidos


Introducción

Cuando dos cuerpos interactúan se ejercen fuerzas que en todo instante son iguales en magnitud pero opuestas en reacción, estas fuerzas se denominan fuerzas de acción y reacción, como semuestra en la figura.
El Torque o momento de una fuerza, es la tendencia de una fuerza a hacer girar un objeto en torno a un cierto eje. Se define como una cantidad vectorial respecto a un punto cero dada por la expresión:

Donde es el vector posición del punto de aplicación de la fuerza , medido desde 0.
El modulo del momento de torsión se define como , o bien como

También existe unadistancia denominada brazo de palanca la cual corresponde a la distancia entre el punto O y la línea de acción de la fuerza .De acuerdo al producto vectorial, el torque 0, es un vector perpendicular al plano que forman los vectores y y el sentido lo da la regla de la mano derecha. Debe especificarse claramente respecto de que punto hace torque la fuerza .

La palanca es una máquina simple formadapor una barra rígida que se puede hacer rotar respecto de un punto línea que recibe el nombre de fulcro, este dispositivo puede multiplicar una fuerza o bien cambiar la dirección de una fuerza.

Para que un sistema se encuentre en equilibrio debe cumplir que:



Se puede establecer una relación funcional con estas condiciones la cual está dada por la siguiente condición:

Dondecorresponde a la pendiente de la recta y corresponde al intercepto b.

Materiales
Balanza electronica FEW Model Fh-600 (sensibilidad 0,01g)
Sensor de Fuerza. (0,001N)
Guincha (sensibilidad 0,1mm)
Masa cilíndrica.
Barra metálica.
Programa Data Studio
Microsoft Office Excel 2007
Montaje experimental
El montaje consistió en crear un sistema en equilibrio estático mediante una barra metálica,en uno de sus extremos estaba sujeto un soporte universal y en el otro extremo estaba amarrado con un hilo al sensor de fuerzas, el que estaba a una cierta altura, la cual no insidia en el desarrollo del experimento. El riel estaba situado en forma horizontal y en equilibrio. El sensor debía ser calibrado cada vez que se movía la masa en la barra, además de medir la distancia a partir del extremode la barra.
Procedimiento experimental
El procedimiento experimental consiste en verificar la condición de equilibrio estático y para esto se realizaran las medidas pertinentes: la masa de la barra (m) con su longitud y la masa (M) del cuerpo cilíndrico, para su posterior comparación con datos experimentales.
Después se fue variando la distancia del objeto de masa M respecto del fulcro y...