Reporte Física

INTRODUCCIÓN
Cuando las fuerzas se aplican en forma perpendicular al brazo de palanca, y además, se tiene que la suma de todas las fuerzas es igual a cero, no hay garantía de que el cuerpo al que se aplican las fuerzas esté en equilibrio, pues para que exista equilibrio rotacional se requiere también que la suma de los momentos de torsión sea también cero. Donde el momento de torsión se definecomo:
,


donde F es la magnitud de la fuerza aplicada, d es la distancia del pivote al punto en el que se aplica la fuerza, y θ es el ángulo entre F y d.

En este experimento probaremos la validez de la ecuación del momento de torsión.

NOTA TEÓRICA
Se dice que un objeto tiene equilibrio rotacional cuando la torsión aplicada al mismo es 0 m N. Un ejemplo es un sube y baja en el cual seaplica la misma cantidad de torsión en ambos lados por lo que el resultado es 0 m N. El equilibrio rotacional es usado frecuentemente para encontrar fuerzas desconocidas. Las balanzas usadas en las escuelas, gimnasios y oficinas de doctores usan el equilibrio rotacional para encontrar el peso de los objetos al encontrar el valor de 0 en la fuerza neta.

OBJETIVOS

• Aplicar las condiciones delequilibrio a un cuerpo rígido.
• Determinar experimentalmente el centro de gravedad de una regla.
• Analizar un sistema de momentos de torsión en equilibrio, producidas por fuerzas paralelas.
• Utilizar los conceptos aprendidos sobre momento de torsión para determinar el valor de una masa desconocida.
EQUIPO

• Regla de 0.50 m. con soporte.
• Balanza.
• Masas de 0.050 kg, 0.1 kg, 0.15 kgy de valor desconocido.

PROCEDIMIENTO
1. Determine el valor de la masa de la regla a utilizar.
2. Coloque la regla en el soporte. Trate de que ésta quede balanceada.
3. Coloque masas de 0.5 kg y 0.10 kg en lados opuestos de la regla. Ponga el sistema en equilibrio.
4. Mueva las masas a posiciones diferentes y ponga el sistema en equilibrio.
5. Coloque masas de 0.15 kg a lados opuestosde la regla. Mueva las masas hasta que el sistema esté en equilibrio.
6. Coloque una masa de 0.15 kg a un lado de la regla y luego una de “masa desconocida” al otro lado. Ajuste la posición de las masas hasta que el sistema quede balanceado.
7. Mueva la “masa desconocida” al menos en cinco posiciones diferentes.
8. Determine el valor de la “masa desconocida” para cada una de las posicionesanteriores. Determine el valor promedio de la “masa desconocida”.
9. Coloque la masa desconocida en la balanza y determine su valor. Compare con el valor promedio obtenido en el punto anterior y calcule el porcentaje de error correspondiente.
10. Los resultados obtenidos en esta práctica, ¿dieron como usted esperaba? Justifique su respuesta.
 
DESARROLLO
Como primer punto se determinó, con ayudade una balanza, el valor de la masa de la regla, lo anterior en 0.113 kg, aproximadamente. Una vez ensamblado el equipo, se procedió a colocar el sistema en equilibrio, (tratando de que la regla quedase lo mejor balanceada posible) estableciéndose así como centro de gravedad a d = 0.205 m.
Una vez efectuada en su totalidad la práctica de laboratorio se registraron y calcularon los datospresentados en los cuadros N°1, 2, 3, 4 y 5. La determinación de la masa desconocida se logró al despejar la fórmula m1 g l1= m2 g l2

Cuadro N°1. Determinación de la longitud (m) de los brazos de palanca, necesarios para mantener el sistema equilibrio cuando las masas corresponden a 0.50 kg y 0.1 kg.

N° de ensayo Masa 1 (kg) Brazo de palanca 1 (m) Masa 2 (kg) Brazo de palanca 2 (m)
1 0.500 0.1200.100 0.055
2 0.500 0.195 0.100 0.095

Cuadro N°2. Determinación de la longitud (m) de los brazos de palanca, necesarios para mantener el sistema equilibrio cuando las masas corresponden a 0.15 kg y 0.15 kg.
Masa 1 (kg) Brazo de palanca 1 (m) Masa 2 (kg) Brazo de palanca 2 (m)
0.150 0.115 0.150 0.110

 
Cuadro N°3. Determinación del valor de una masa desconocida y de la longitud (m) de los...