Laboratorio De Fisica Mru

LABORATORIO N º 5

CENTRO DE GRAVEDAD DE FIGURAS PLANAS Y ESTABILIDAD DE OBJETOS



























LABORATORIO Nº 5




CENTRO DE GRAVEDAD DE FIGURAS PLANAS Y ESTABILIDAD DE OBJETOS


I. OBJETIVOS

1. Determinar experimentalmente el centro de gravedad de figuras planas indicadas por el profesor, entre ellas puedeser un triángulo de cualquier tipo, polígono irregular, figura de forma caprichosa, un círculo, etc.
2. Determinar experimentalmente que la estabilidad de objetos esta relacionada con la altura entre el centro de gravedad y la base de sustentación.



FUNDAMENTO TEORICO.


CENTRO DE GRAVEDAD


Se llama centro de gravedad de un cuerpo alpunto de aplicación del peso absoluto. Se entiende por peso absoluto de un cuerpo a la resultante de las acciones de la gravedad sobre todos los puntos materiales que constituyen dicho cuerpo.


Las “n” partículas del cuerpo son atraídos por la gravedad terrestre por lo tanto existen tantas fuerzas paralelas hacia abajo como partículas tenga el cuerpo llamados pesos (W i ). La resultante deestas fuerzas deben de estar en algún punto. Podemos calcular analíticamente a partir de la gráfica mostrada (por simplicidad tomaremos solo dos partículas que generalizando serán validas para “n” partículas).
Fig. Nº 1 Centro de gravedad


Podemos observar que la sumatoria de los momentos producidos por W1 y W2 respecto al punto 0 deberá ser igual al momentoproducido por W respecto al mismo punto, es decir (W = W1 + W2)


W1x1 + W2 x2 = W.x




De donde:
[pic] (5.1)


Análogamente obtendremos respecto al eje Y : W1y1 + W2 y2 = W. y
De donde:
[pic] (5.2)


De lo dicho anteriormente el centro de gravedad debe estar en el punto (x,y).
Si el cuerpoen experimentación es homogéneo podemos dividir en la cantidad de áreas que se quiera y cada una de ellas deberá ser proporcional a su peso. Por lo tanto para calcular analíticamente el centro de gravedad de figuras planas de áreas calculables simplemente reemplazamos en las expresiones anteriores A por W (A = A1 + A2)
La cual se tiene:
[pic] (5.3)


[pic](5.4)


Generalizando para “n” áreas
[pic] (5.5)


[pic] (5.6)
El centro de gravedad de la figura plana debe estar en el punto [pic]
Se debe tener presente que la posición del centro de gravedad no se altera si el cuerpo no varía de forma; tampoco si cambia de lugar.


ESTABILIDAD DE OBJETOS


Se estudiara elequilibrio de los cuerpos apoyados; asumiremos que el piso es rugoso .
El cuerpo tiene un peso W que actúa en su centro de gravedad y existe una reacción normal N sobre el objeto debido al piso. (Fig. Nº 2).
El cuerpo en la posición 2 rotara respecto al punto O, debido a que el peso W hace torque respecto a O. El cuerpo no estará en equilibrio y caerá.
En las posiciones 1 y 2, ambas fuerzas N yW, tienen, una línea de acción común y no existe un torque resultante respecto a O (no hay caída del cuerpo).
La conclusión es que si un cuerpo apoyado esta en equilibrio, la vertical que pasa por el centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación. Fig. Nº 2





III. PARTE EXPERIMENTAL



2 EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES



▪Soporte universal
▪ Plomada
▪ Regla
▪ Nuez
▪ Taco de madera
▪ Chinche
▪ Muestra de figuras planas
▪ Hojas de papel milimetrada
▪ Un equipo de estabilidad de objetos ( código 013-02010027)


1. ESQUEMATIZACIÓN


Fig. Nº 2. Esquema de instalación


2. PROCEDIMIENTO 1 (Centro de gravedad)

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