investigacion de proyectos
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CENTRO
DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS “LAZARO
CARDENAS DEL RIO”
LABORATORIO DE FISICA NOMBRE DEL ALUMNO . GRUPO No DE BOLETA FECHA . PRACTICA # 4
FUERZAS PARALELAS
I-.
JUSTIFICACION: Es imprescindible que el alumno maneje los momentos de
una fuerza y pueda encontrar la resultante de un sistema de fuerzas paralelas II-.
HABILIDAD Al termino de la practica el alumno calculara la
resultante de un sistema de fuerzas paralelas. III-.
PRE - REQUISITOS El desarrollo de la siguiente practica requiere de los
siguientes conocimientos:
a)representar gráficamente las componentes de un vector de fuerzas
b)concepto de momento de una fuerza IV-.
OBJETIVOS Al termino de esta practica el alumno: a)representara
el fenómeno físico mediante un dibujo del equipo de laboratorio. b)determinara
el diagrama de cuerpo libre del sistema de fuerzas paralelas representado en el
equipo de laboratorio c)calculara
el momento de un fuerza representada en el laboratorio d)calculara
analíticamente: 1)la
magnitud de la resultante del sistema de fuerzas paralelas 2)el
punto de aplicación de la resultante del sistema de fuerzas paralelas del
equipo e)calculara
por el medio gráfico la resultante del sistema de fuerzas paralelas
representadas en el equipo f)calculara
las reacciones en los extremos de la barra a partir de las condiciones de
equilibrio g)leerá
las magnitudes de la resultante y las reacciones en los extremos de la barra
representada en el equipo V-.
MATERIAL Y APARATOS USADOS 2 varillas
de metal de 80 cm de longitud 2 trípodes 2 dinamómetros 1 barra
de aluminio de 22” 2 nueces
con vástago 4 porta
pesas 1 juego
de pesas VI-.
CONSIDERACIONES TEORICAS Calculo y conocimiento del momento de una fuerza El momento de una fuerza se considera como la
tendencia al giro que un elemento efectúa cuando esta sujeto a la acción
constante de una fuerza. En la siguiente figura se ilustra un elemento con un
perno en un extremo y el otro apoyado. Quedando este apoyo, la barra gira según
el sentido de la fuerza aplicada.
La formula del momento de una fuerza es: MoF = Fd El momento de una fuerza es igual al producto de la
intensidad de la fuerza por la distancia en la que se aplica con respecto al eje
de giro Calculo de la resultante de un sistema de fuerzas paralelas a)método analítico La resultante de un sistema de fuerzas paralelas, es
una fuerza paralela a las líneas de acción de las fuerzas que conforman el
sistema. En la figura se representa un sistema de fuerzas
paralelas al eje “Y”. La línea de acción de la resultante “R” es
paralela a las líneas de acción de las fuerzas del sistema. La magnitud y
sentido se obtienen por la suma algebraica de las fuerzas. Para determinar la localización de la línea de acción
de la resultante “R”, lo hacemos en base al teorema de momentos que dice “la
suma algebraica de momentos de cualquier sistema de fuerzas en relación a
cualquier punto o eje es igual al momento de la resultante del sistema de
fuerzas en relación a cualquier punto o eje es igual al momento de la
resultante del sistema respecto al mismo punto o eje”.
R = ZF
= F1 + F2 + F3 + F3 + F4
+ ...... + Fn Aplicando el teorema de los momentos
R = resultante
Como el momento que produce la resultante es negativo,
tendremos: -XR = Z
Mo F = F1l1 + F2l2 + F3l3
+ F4l4 X = (F1l1 + F2l2
+ F3l3 + F4l4) / R b)método gráfico Para determinar la resultante en un sistema de fuerzas
paralelas se trazan las fuerzas a una escala determinada, trazando las fuerzas
una a una a continuación de la otra (dibujando el final de la primera fuerza
como el principio de la segunda y así sucesivamente). La magnitud, dirección y
sentido de la resultante se obtiene midiendo con la misma escala la magnitud que
va desde el inicio de la primera fuerza, hasta el final de la ultima. F1
F2
f3
R Calculo de las reacciones de
un sistema de fuerzas paralelas aplicadas a una barra apoyada en sus extremos. Procedimiento: Sea la barra AB, bajo la acción de las
fuerzas F1, F2, F3, y las reacciones Ra
y Rb por efecto de las anteriores, para calcular las reacciones Ra
y Rb aplicamos el teorema de momentos de las fuerzas primero con
respecto a uno de sus extremos (A) y posteriormente el otro (B), adoptando el
giro de las fuerzas correspondientes
CON
RESPECTO A “B” W= Peso de la barra AB l =longitud de la barra Z
Ma F = 0 = -F1l1 - F2l2 -
F3l3 - Wlw + Rb l Rb = (F1l1 + F2l2
+ F3l3 + Wlw ) / l Z
Mab F = 0 = F1l1 + F2l2 +
F3l3 + Wlw - Ra l Ra = (F1l1 + F2l2
+ F3l3 + Wlw ) / l VII-.
DESARROLLO DE LA PRACTICA a)
Suspender la barra de longitud AB horizontalmente; mediante un dinamómetro
en cada extremo. b)
Aplicar mediante pesas y porta pesas; varias fuerzas con líneas de acción
paralelas; a distintas longitudes con respecto a uno de los extremos de la
barra. c)
Los dinamómetros nos registran la reacción del peso de la barra y las
fuerzas aplicadas a esta área. VIII-.
CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO 1-. Representara el fenómeno físico mediante un
esquema del experimento 2-. Representara el diagrama de cuerpo libre del
sistema. 3-. Anotar los datos del experimento en la siguiente
tabla:
4-. En una hoja de papel milimétrico determinar la
resultante por el método del paralelogramo IX-. HOJA DE CALCULO
6-. ¿Como se obtiene la magnitud y sentido de la
fuerza?
9-. Si cambiamos el eje de giro ¿cambia el punto de
aplicación de la resultante?
10-. Si una fuerza es aplicada directamente al eje de
giro ¿qué pasa con esta?
XII-. CONCLUSIONES TEORICO - PRACTICAS
PERSONALES
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