Viga En Equilibrio Usach

Universidad de Santiago de Chile
Departamento de Física
Laboratorio de Física I

Viga en equilibrio


Fecha de realización:
Fecha de entrega:

Los objetivos:

El objetivo principal de esta experiencia en el laboratorio es realizar un análisis comparativo entre una masa experimental y una masa real, por medio de una relación entre fuerza y posición.

Introducción:

Estaexperiencia esta totalmente relacionada con las fuerzas de torque que se ejercen sobre una viga, el torque es una fuerza que se aplica a una cierta distancia con respecto a un eje de referencia, donde la sumatoria de las fuerzas en los ejes tiene que ser igual a cero. Como se puede apreciar en la imagen, se observa una vida de masa m que esta sujeta en uno de sus extremos, en ella se aplican tres fuerzas,una tensión, y dos fuerzas de peso, la de la viga y una bola metálica que desliza sobre ella. El torque es una fuerza, esta se mide en Newton, se obtiene realizando el producto cruz entre la distancia con respecto al punto de referencia por la fuerza perpendicular ejercida sobre la viga.

Como la sumatoria de las fuerzas en los ejes y la sumatoria de torque tienen que ser igual a cero, de lasecuaciones formadas se pueden despejar variables, en este caso despejamos la variable tensión de la sumatoria de torque, logrando así una ecuación de la recta, la que mas adelante utilizaremos.

Procedimiento experimental:

Procedemos a realizar el montaje para realizar el experimento, utilizamos dos bases imantadas a las cuales le unimos dos soportes universales, a uno de ellos se le afirma unsensor de movimiento, y al otro sensor de fuerza.
En el soporte universal con el sensor de movimiento se sobrepone una viga metálica, el otro extremo se amarra al sensor de fuerza ubicado en el otro soporte. Lo ideal es dejar que la viga esta inclinada en el ángulo más bajo que se pueda, siempre y cuando la bola de metal pueda deslizar por la viga pero a una baja velocidad. Luego de esoiniciamos Data Studio, donde creamos un grafico virtual el cual se crea en tiempo real a medida que el experimento se realiza, obteniendo un grafico de posición versus fuerza (tensión). Realizamos uno o dos lanzamientos para lograr un grafico el cual quede lo más recto posible, con los datos obtenidos los importamos a Excel para crear otro grafico mas fácil de comprender. Luego de obtener la pendiente denuestra función, relacionamos la ecuación de la recta con ella, para a si lograr igualar los datos y poder despejar las masas requeridas.

Materiales utilizados:

* Base magnética.
* Soporte Universal.
* Sensor de Movimiento.
* Sensor de Fuerza.
* Viga metálica.
* Bola de acero.
* Hilo.
* Huincha de medir.
* Interface.
* Computador del laboratorio.Montaje experimental:

Datos experimentales:

Tabla 1:
Tabla de datos, Data Studio.
Distancia(m) | Tensión(N) | Tensión x -1 (N) |
0,958 | -1,09 | 1,09 |
0,957 | -1,1 | 1,1 |
0,957 | -1,09 | 1,09 |
0,956 | -1,09 | 1,09 |
0,955 | -1,09 | 1,09 |
0,954 | -1,09 | 1,09 |
0,953 | -1,09 | 1,09 |
0,953 | -1,08 | 1,08 |
0,952 | -1,09 | 1,09 |
0,951 | -1,09 | 1,09 |
0,95 | -1,07| 1,07 |
0,952 | -1,06 | 1,06 |
0,948 | -1,06 | 1,06 |
0,947 | -1,07 | 1,07 |
0,946 | -1,07 | 1,07 |
0,945 | -1,08 | 1,08 |
0,944 | -1,07 | 1,07 |
0,943 | -1,07 | 1,07 |
0,942 | -1,07 | 1,07 |
0,942 | -1,07 | 1,07 |
0,94 | -1,07 | 1,07 |
0,939 | -1,07 | 1,07 |
0,938 | -1,07 | 1,07 |
0,937 | -1,07 | 1,07 |
0,937 | -1,07 | 1,07 |
0,936 | -1,07 | 1,07 |
0,934 | -1,06| 1,06 |
0,933 | -1,06 | 1,06 |
0,932 | -1,05 | 1,05 |
0,931 | -1,05 | 1,05 |
0,93 | -1,06 | 1,06 |
0,929 | -1,06 | 1,06 |
0,928 | -1,06 | 1,06 |
0,927 | -1,06 | 1,06 |
0,926 | -1,07 | 1,07 |
0,925 | -1,07 | 1,07 |
0,924 | -1,07 | 1,07 |
0,922 | -1,06 | 1,06 |
0,921 | -1,06 | 1,06 |
0,92 | -1,06 | 1,06 |
0,919 | -1,06 | 1,06 |
0,918 | -1,06 | 1,06 |
0,916 | -1,06...