Practica 6 Estática PDF

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Universidad Autónoma de Nuevo LeónFacultad de Ingeniería Mecánica y EléctricaLaboratorio Física IPractica #6: Estática.Ing. Everardo García MontelongoAgosto – Diciembre 2019Equipo: / Brigada: / Hora:Cuidad Universitaria, San Nicolas de los Garza, N. L., México a16 de octubre del 2019.Índice: Objetiv...

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Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Laboratorio Física I Practica #6: Estática. Ing. Everardo García Montelongo Agosto – Diciembre 2019 Equipo: / Brigada: / Hora:

Cuidad Universitaria, San Nicolas de los Garza, N. L., México a 16 de octubre del 2019.

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Índice: Objetivo de la práctica …………………………………………………………………………. 3 Marco teórico ………………………………………………………………………………….. 3 Procedimiento …………………………………………………………………………….. 3 – 4 Análisis y cálculos ………………………………………………………………………… 4 – 5 Preguntas del instructivo ………………………………………………………………… 5 – 6 Conclusión ……………………………………………………………………………………... 6 Bibliografías ……………………………………………………………………………………. 6

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Objetivo de la práctica: El estudiante será capaz de calcular la magnitud y la dirección de la fuerza equilibrante, de un sistema de 2 fuerzas aplicadas a un cuerpo, y comprobará experimentalmente los resultados obtenidos una diferencia no mayor del 20%.

Marco Teórico: La Estática:

Inicialmente hay que integrar al conocimiento general que se tenga, lo que es la denominada estática, la cual es la parte de la física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas fuerzas resultantes, por consiguiente, resultan ser nulas, de manera que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado. El objetivo principal de la estática es determinar la fuerza y el momento resultantes de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, todo con la finalidad de poder establecer sus condiciones de equilibrio, siendo de forma reducida, la parte de la mecánica física que se especializa en los sistemas de fuerza. Por tanto, no está de más, mencionar la definición de lo siguiente, explicando que la fuerza capaz de contrarrestar el efecto producido por la fuerza resultante se le va a denominar fuerza equilibrante, (Fuerza del mismo módulo, misma dirección y sentido contrario a la resultante) También hay que aclarar que es de una abismal importancia el conocer de la existencia de las características estáticas, siendo las que describen el comportamiento de un sensor o sistema de medida cuando la magnitud a medir permanezca constante en el tiempo, a continuación, unos pocos ejemplos de estos:     

Curva de calibración (Sensibilidad). Saturación. Margen de medida (Alcance). Resolución. Exactitud (Precisión).

Procedimiento:

3

Materiales:    

Aro metálicos Tres vástagos Un soporte 3 cuerdas

Procedimiento:    

Primero utiliza los hilos para enganchar los vástagos al aro metálico. Después de enganchar los vástagos hay que lograr que los tres estén en equilibrio (deberá de cambiar constantemente los ángulos para que este en equilibrio). Luego de ver que los 3 vástagos están equilibrados anote los ángulos con los que logro dicho equilibrio. Y después de anotar los ángulos calcule para encontrar la magnitud y dirección de la fuerza equilibrante.

Análisis y Cálculos: Fuerza 1 (F1)

Fuerza 2 (F2)

Angulo entre ellas (θ) 90°

CASO 1

0.98 N m = 100g

0.98 N m = 100g

CASO 2

1.47 N m = 150g

1.47 N m = 150g

120°

CASO 3

1.47 N m = 150g

2.45 N m = 250g

85°

CASO 4

2.45 N m = 250g

1.47 N m = 150g

85°

De los casos dados anteriormente, nosotros comprobamos el primero y para ello utilizamos las siguientes formulas e hicimos los siguientes cálculos. Fx3=− ( Fx1 ) ( cos θ) − ( Fx2 ) ( cos θ )

Fx3=− ( 0.98) ( cos 0 °)− ( 0.98 )( cos 0° )

Fx3=−0.98−0

Fy3 =−( 0.98) ( sen 0 ° )− ( 0.98 ) (sen 0 ° )

Fy3 =0−0.98

Fx3=−0.98 Fy3 =−( Fy1 ) ( senθ )− ( Fy 2) ( sen θ )

Fy3 =−0.98

4

√

2

2

F3 = ( Fx 3 ) +( Fy 3 ) F3 =1.3859 θ=tan

−1

Fy 3 Fx 3

F3 =√ (−0.98 ) +(−0.98) 2

θ=tan−1

−0.98 −0.98

2

θ=tan−1 ( 1)

F3 = √ 0.9604 + 0.9604

F3 =√ 1.9208

θ=45 °

Preguntas del Instructivo: 1.- Concluya sobre la comparación entre el valor teórico y el experimental de la fuerza equilibrante de su sistema. ¿Se cumplió la hipótesis planteada? R= Si, debido a que mediante observaciones podíamos obtener el ángulo equivalente al peso y a las medidas proporcionadas. 2.- Valore los errores de las mediciones experimentales y su influencia en las posibles discrepancias entre teoría y experimento. R= Los errores de las mediciones experimentales y su influencia en las posibles discrepancias entre teoría y experimento serian en que algún resultado del cálculo saliera mal. 3.- ¿Puede proponer algún otro esquema de fuerzas para equilibrar las dos fuerzas F1 Y F2 aplicadas sobre el cuerpo? R= Algún otro esquema de fuerzas para equilibrar las dos fuerzas F1 y F2 aplicadas sobre el cuerpo seria la suma de vectores 4.- ¿Se aplicó la segunda Ley de Newton en esta práctica de laboratorio? Explique su respuesta. R= Si se aplicó la segunda Ley de Newton en esta práctica por que el peso es proporcional al ángulo. 5.- Si las dimensiones del cuerpo fueran mayores, ¿se resolvería el problema de equilibrio en la misma forma? R= Si las dimensiones del cuerpo fueran mayores para resolver el problema de equilibrio, sería el mismo, ya que es proporcional y el ángulo se mantendría.

Conclusión: En esta práctica se obtuvieron los resultados calculando la magnitud y la dirección de la fuerza equilibrante, de un sistema de 2 fuerzas aplicadas a un cuerpo, y comprobar experimentalmente sus resultados obteniendo una diferencia ni mayor del 20% , también se aplicó la segunda ley de newton para poder determinar la magnitud o más

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bien la dirección del objeto el cual se mueve atravesó del aro metálico, así como también se defino el ángulo en cual está entre las dos fuerzas que son F1 y F2.

Bibliografías: Serway, R. A., Jewett, J. W., (2019) Physics for scientists and Engineers with Modern Physics. [Física para ciencias e ingeniería 1 ] (A. E. García, Trans.). Edo de México: Cengage Learning Editores. Hibbeler, R. C., (2010) Engineering mechanics: Statics. [Ingeniería mecánica: Estática] (J. E. Murrieta, Trans.). Monterrey, México: Pearson Education, Inc.

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