investigacion de proyectos

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS

“LAZARO CARDENAS DEL RIO”

LABORATORIO DE FISICA

NOMBRE DEL ALUMNO .

GRUPO No DE BOLETA FECHA .

PRACTICA # 5

FUERZAS CONCURRENTES (TENSIONES)

I-. JUSTIFICACION:

Es importante que el alumno aprenda a resolver problemas de dos fuerzas concurrentes representadas en el equipo de laboratorio, ya que son análogos a los que resolverá en la vida practica y en la teoría.

II-. HABILIDAD

Al termino de la practica el alumno resolverá problemas de sistemas de dos fuerzas concurrentes en equilibrio estático.

III-. PRE - REQUISITOS

El desarrollo de la siguiente practica requiere de los siguientes conocimientos:

a) Resolver algebraicamente sistemas de dos ecuaciones con dos incógnitas

b) Funciones trigonométricas naturales: sen, cos, tan

c) Equilibrio estático

d) Primera condición de equilibrio

IV-. OBJETIVOS

Al termino de esta practica el alumno:

a)representara el fenómeno mediante un esquema del equipo

b)determinara el diagrama de cuerpo libre del sistema de fuerzas concurrentes representado en el equipo de laboratorio.

c)calculara las tensiones representadas en el equipo mediante la descomposición rectangular

d) leerá la magnitud de las tensiones practicas montadas en el equipo de laboratorio pesando los pesos desconocidos

e)comparara los resultados analíticos y prácticos

V-. MATERIAL Y APARATOS USADOS

3 varillas de metal de 80 cm de longitud

3 trípodes

2 poleas con gancho

2 nueces con gancho

1 nuez con vástago

1 disco de metal graduado en 360°

2 porta pesas

1 peso conocido

2 pesos desconocidos

VI-. CONSIDERACIONES TEORICAS

Estática -. Es la parte de la física que se encarga de estudiar los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado. El objeto de la estática es determinar la fuerza resultante y el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para poder establecer sus condiciones de equilibrio.

Composición-. Es el procedimiento mediante el cual un sistema de fuerzas se sustituye por otro equivalente que contenga un numero menor de fuerzas.

Descomposición-. Es el procedimiento mediante el cual un sistema de fuerzas se sustituye por otro equivalente conteniendo un numero mayor de fuerzas.

Métodos de la estática-. Los métodos de composición y descomposición de fuerzas son las que se aplican en la estática para la resolución de problemas.

Descomposición de una fuerza

Si el vector V con dirección q que representa una fuerza se proyecta sobre cada uno de os ejes, sus proyecciones son Vx y Vy; sobre el eje horizontal y vertical respectivamente.

V = ÖVx²+ Vy² el vector es igual a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de sus componentes que se han obtenido de proyectarlo a los ejes.

Los vectores Vx y Vy se conocen como componentes rectangulares del vector V

Ejemplo: descomponer V en Vx y Vy

V = magnitud Vx = V cos q

q = dirección de V Vy = V sen q

Equilibrio-. un cuerpo se encuentra en equilibrio estático, cuando su composición no varia con respecto al sistema de referencia considerado.

Una primera condición de equilibrio se establecen cuando la suma de las dos componentes es cero:

ZFx = 0 ZFy = 0

La segunda condición de equilibrio nos dice:

ZMoF = 0

Diagrama de cuerpo libre-. Es un diagrama en el que aparece un cuerpo aislado y todas las fuerzas que actúan sobre él.

Ejemplo partiendo de las condiciones de equilibrio:

Fx = 0 = T₁ Cos q₁ – T2 Cos q₂------------------- 1

Fy = 0 = T₁ Sen q₁ + T2 Sen q₂------------------- 2

De 1 tenemos que:

T₁ = ( T2 Cos q₂ )/ Cos q_{1
--------------------------------------} 3

Sustituyendo 3 en 2 se llega a :

T2 = W / (Cos q₂Tan q₁ + Sen q₂)_{---------------------------}4

VII-. DESARROLLO DE LA PRACTICA

a) Hacer coincidir el punto de origen del disco metálico con el centro de concurrencia del sistema ( tomando como referencia el hilo horizontal del peso desconocido a 270° con la horizontal) y medir los ángulos

b) Realizar el diagrama de cuerpo libre y llevarlo a sus componentes rectangulares

c) Aplicar las formulas y encontrar las tensiones

VIII-. CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO

1-. Representara el fenómeno físico mediante un esquema del experimento

2-. Determinar el diagrama de cuerpo libre.

3-. Calcular las tensiones por el método analítico

4-. Tomar las lecturas practicas de las tensiones y compararlas

5-. Con los datos obtenidos anteriormente llenar el siguiente cuadro: