Practica laboratorio dinamica FIME UANL PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFacultad de Ingeniería Mecánica y EléctricaInstructora: Ing. Edith Miritza Ramírez AlvaradoLaboratorio: DINAMICAPráctica #: 6Nombre de la Práctica : Análisis dinámico de sistemas mecánicos(sistema de barras)Brigada: 504Nombre: Luis Mauricio olmos GarciaMatricula: 18...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Instructora: Ing. Edith Miritza Ramírez Alvarado Laboratorio: DINAMICA Práctica #: 6 Nombre de la Práctica: Análisis dinámico de sistemas mecánicos (sistema de barras)

Brigada: 504 Nombre: Luis Mauricio olmos Garcia Matricula: 1853816 Carrera: IMA

PRACTICA 7. ANALISIS DINAMICO DE SISTEMA MECANICOS DE FUERZAS Y ACELERACIONES. OBJETIVO. Comprender y analizar la cinética de sistemas mecánicos que contengas barras utilizando los métodos vistos en clase y simulación por medio de computadora para que el estudiante desarrolle habilidades en el análisis de las fuerzas externas y la respuesta efectiva o inercial de dichos sistemas. MARCO TEORICO. “Equilibrio Dinámico” Es el tratado de Principio de d´Alembert enunciado por Jean d´Alembert en su obra maestra llamada tratado de dinámica de 1743, establece que la suma de las fuerzas externas que actúan sobre una cuerpo y las denominadas fuerzas de inercia forman un sistema de fuerzas en equilibrio. A este equilibrio se le llama, Equilibrio Dinámico. El principio de d'Alembert establece que para todas las fuerzas de un sistema: Donde la suma se extiende sobre todas las partículas del sistema, siendo: , momento de la partícula i-ésima. , fuerza sobre la partícula i-ésima. Cualquier campo vectorial de desplazamientos virtuales sobre el conjunto de partículas que sea compatible con los enlaces y restricciones de movimiento existentes. Hemos visto que los sistemas sometidos a fuerzas de reacción vincular, que son incógnitas adicionales de los problemas, satisfacen en numerosas ocasiones que no realizan trabajo en un desplazamiento virtual. Se trata ahora de darle la vuelta al razonamiento y partiendo de este hecho, conseguir varios objetivos: • Eliminar las fuerzas de reacción de los problemas, y trabajar solo con las fuerzas aplicadas. • Determinar el movimiento el sistema. • Calcular a posteriori las fuerzas de reacción. Para ello, suponemos un sistema descrito por 3N coordenadas cartesiana, cada una de las cuales satisface la segunda ley de Newton

Admitimos que las fuerzas de reacción vincular son ideales,es decir, no realizan trabajo en un desplazamiento virtual. En ese caso podemos hacer es decir, la suma de las fuerzas activas y los términos inerciales cambiados de signo tampoco realizan trabajo virtual. Esta es la ecuación fundamental de la dinámica o Principio de D'Alembert

Donde los desplazamientos virtuales están relacionados por r ecuaciones de vínculo

Si agrupamos las coordenadas cartesianas en los vectores de posición de las diferentes partículas queda la relación vectorial

En el caso estático todas las aceleraciones son nulas y la ecuación se reduce a una relación entre las fuerzas aplicadas, conocida como Principio de los trabajos virtuales

El principio de D'Alembert puede entenderse como una generalización del principio de los trabajos virtuales si consideramos que sobre cada partícula actúa una fuerza de inercia

.

La ecuación fundamental de la dinámica es una única ecuación escalar. ¿Cómo pueden obtenerse a partir de ella las ecuaciones de movimiento para todas las coordenadas? Finalmente debe señalarse que el principio de d'Alembert es peculiarmente útil en la mecánica de sólidos donde puede usarse para plantear las ecuaciones de movimiento y cálculo de reacciones usando un campo de desplazamientos virtuales que sea diferenciable. En ese caso el cálculo mediante el principio de D'Alembert, que también se llama en ese contexto principio de los trabajos virtuales es ventajoso sobre el enfoque más simple de la mecánica newtoniana. PROCEDIMIENTO. Se nos propuso un problema en el manual donde encontraríamos la aceleración, la fuerza de cada eslabón. 1) Primero dibujamos un rectángulo de medidas x=0, y=0, h=0.2,w=0.5m. 2) también se dibujaron otros dos rectángulos con medidas h=0.01, w=0.15, y un ángulo de -30. 3) Al primer rectángulo le colocamos un ancla después a las dos barras colocaremos un “point element” en la esquina derecha de las dos barras y dos más en la esquina izquierda del rectángulo 1. 4) Los uniremos con un “join” respectivamente. Al igual colocaremos un “pin joint” en cada uno de los extremos libres de las dos barras. 5) Después le daremos doble clic al rectángulo 1 donde se desplegara una ventana con diferentes propiedades del rectángulo y cambiaremos su masa a 8kg. 6) En “world” nos vamos a la opción “accuracy”, “animation step” y cambiaremos la rapidez de animación a 1000/seg y en “no automatic”. Después debemos de quitar el ancla que habíamos aplicado en el rectángulo 1. 7) Para poder saber las medidas de las aceleraciones seleccionamos el rectángulo 1 “measure” y en “acceleration all” también seleccionaremos la opción “forcé”. 8) La opción “force” también la aplicaremos en la segunda unión. 9) Al final le daremos correr en la flecha que se encuentra en la parte inferior de la pantalla. Y los resultados seria como los que vienen en la toma de pantalla.

SEGUNDO PROCEDIMIENTO. Este siguiente problema viene de un mecanismo de barras con discos, tendremos una barra de 4 libras y otra de 6 libras donde estarán conectadas con un disco que se pone a girar en un plano vertical a una velocidad angular constante de 6rad/seg. 1) Primero cambiaremos la unidades en “numbers and units” las pondremos en inglés y en “more choices” la rotación la pondremos en radianes. 2) Dibujaremos un disco de medidas x=0, y=0, r=3 y dos barras que tendrán de medidas la primera x=6, y=1.5, h=9,w=0.2 y la segunda barra h=0.2, w=6. Ensamblaremos todas las piezas con “points element” y colocaremos un “pin joint” en el punto “c”, no olvidemos colocar un ancla en el disco para cuando veamos su movimiento este no se mueva con las barras. 3) Cuando veamos las propiedades de las piezas en el disco cambiaremos su masa a 0.001 slugs recordemos que el valor será muy pequeño debido al cambio de unidades que hicimos. Mientras que nuestra primera barra tendrá una masa de 0.186 slug y la segunda barra de 0.124 slugs. 4) En este mecanismo colocaremos un motor en el centro del disco recordemos haber quitado la ancla al final de realizar el mecanismo y que haya funcionado. 5) El motor tendrá una velocidad de -6 rad/seg, cambiaremos la rapidez de animación en “accuracy” a 1000/s e igual que en el problema desplegaremos las fuerzas de los puntos a y b iremos a “meassure” y daremos clic en fuerza al final le daremos correr en la flecha que se encuentra en la parte inferior de la pantalla solo un clic y veremos los resultados.

CONCLUSIONES. Se concluye con éxito esta práctica ya que los resultados fueron certeros a los que fueron obtenidos en working model siendo una práctica rápido, practica y sencilla de realizar Tambien para concluir con la practica pudimos analizar el sistema mecánico que contenía barras a base del análisis de fuerzas externas e inercia, presencie como las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo rígido son equivalentes a las fuerzas internas efectivas de las diferentes partículas que lo constituyen, al paso del tiempo y apoyándonos por el manual de laboratorio se hace más fácil utilizar el programa donde comprobamos que los problemas que ponemos en práctica salen correctos bajo la práctica y siguiendo las instrucciones correctamente del instructivo. Para poder comprobar los valores que nos presentó el workingmodel utilizamos losmétodos utilizados y aprendidos en clases, como siempre algunos datos o valores varían debido a la toma de décimas por cada cálculo, haciendo así que nuestros valores varíen un poco. Con esto ponemos a prueba los métodos de fuerzas y aceleraciones que llegan hacer un poco más sencillos y no muy largos de realizar debido a que practicas pasadas los procedimientos se podían notar más extensos al realizar la comprobación. Realmente en estos procedimientos se generaliza lo que es la segunda ley de Newton. Los métodos que hemos utilizado son muy útiles en la mecánica de solidos donde así planteamos las ecuaciones para los movimientos realizados de reacciones. BIBLIOGRAFIA https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/equilibriodinamico http://www.objetos.unam.mx/biologia/homeostasis/sitio/equilibrio. html https://es.slideshare.net/aliciagonzalezjimenez/equilibrio-dinmico-

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