Fisica II


Instituto Tecnológico de Santo Domingo
Área de Ciencias Básicas y Ambientales

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ALUMNO: __________________________________
MATRÍCULA: ________________
PROFESOR: _________________________________
CALIFICACIÓN:





EQUILIBRIO EN CUERPO RÍGIDOS
(Fuerzas Paralelas)



Objetivo:
Estudiar el equilibrio de un cuerpo rígido bajo la acción de fuerzas paralelas.
Representardiagramas de fuerzas.
Calcular mediante representación gráfica de fuerzas, el valor de un peso aplicado


Introducción.

Equilibrio de cuerpos rígidos:
Para que un cuerpo rígido se encuentre en equilibrio deben verificarse dos condiciones simultáneas:
1) La suma de las fuerzas aplicadas al cuerpo debe totalizar cero:

o lo que es equivalente
y

2) La suma de los momentos de fuerza(torques) aplicados al cuerpo y calculados respecto a cualquier punto del cuerpo (si las fuerzas son coplanarias) debe ser cero:

o lo que es equivalente, la suma de los momentos que producen giro horario debe ser igual a la suma de los momentos que producen giro anti-horario respecto al punto de giro seleccionado:


Recordando que es , donde es la fuerza aplicada y es el vector distancia desdeel punto de aplicación de la fuerza al punto arbitrario escogido.


Equipo a usar:

Regla métrica – porta pesas – juego de pesas – dinamómetros.



Parte I

Procedimiento:

Antes de montar el equipo, determine la masa de la regla:

Mregla =0.145Kg

Arme el equipo como se muestra en la figura de tal forma que cuando suspenden la regla al dinamómetro esta se queda en equilibrio, locual le asegura que el peso de la regla y por ende su centro de masa se encuentra justamente donde la suspendieron al dinamómetro.

Ahora, sosteniendo con una mano la regla para que no se pierda el equilibrio, suspendan las siguientes masas: M1=15g y M2= 10g.a la izquierda de la regla, en posiciones arbitrarias y M3=30g. y M4=25g. a la derecha. Por último, usando el quinto porta-pesas ubíquenlocerca del extremo derecho e inicien a ponerle pesitas hasta y ubicándolo de tal manera que el sistema logre mantenerse solo en equilibrio.

Verifiquemos ahora si se cumplen las condiciones de equilibrio:

Fuerzas que actúen hacia abajo:

P1=M1·g
P2=M2·g
Pr=Mr·g
P3=M3·g
P4=M4·g
P5=M5·g
La suma de fuerzas hacia abajo
0.147 N
0.098 N
1.421 N
0.294 N
0.245 N
0.0882 N
2.293 NFuerza que actúa hacia arriba: 2.3 N (Dinamómetro).

¿Se verifica que la suma de las fuerzas hacia abajo es igual a la fuerza hacia arriba? SI

Pasemos a verificar la segunda condición de equilibrio.

Para el cálculo de los momentos de fuerza escojamos como referencia el punto donde se encuentra aplicado el dinamómetro a fin de que tanto el peso Pr de la regla como la fuerza que realiza eldinamómetro hacia arriba les corresponda momento cero por ser para ambos .

En ese caso tendremos cinco momentos de fuerza:
Horario o Anti-horario

0.0699 N*m sentido de giro respecto al punto de referencia escogido: Anti-horario.

0.0371 N*m sentido de giro respecto al punto de referencia escogido: Anti-horario.

-0.0561 N*m sentido de giro respecto al punto dereferencia escogido: Horario.

-0.0109 N*m sentido de giro respecto al punto de referencia escogido: Horario.

-0.0406 N*m sentido de giro respecto al punto de referencia escogido: Horario.


Para verificar si se cumple la segunda condición de equilibrio comprobemos si la suma de los momentos que producen giro horario es igual a la suma de los momentos que producen giroanti-horario:




¿Se equilibra el sistema? SI


Parte II

El objetivo de esta parte es la de medir las fuerzas que marcan dos dinamómetros aplicados a una regla métrica que sostienen un peso, y a partir de los momentos de las fuerzas respecto al centro de la regla, calcular mediante representación gráfica el valor del peso aplicado.

En el experimento se mantiene constante el peso P, y...