EQUILIBRIO DE FUERZAS

I. Objetivos.Comprobar la primera condicin de equilibrio para un sistema de fuerzas concurrentes en un puntoComprobar la segunda ley de equilibrio para un sistema de fuerzas queactan en diferentes puntos de aplicacinAnalizar y comparar los resultados tericos prcticosII. Marco Terico:PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA:La primera ley del movimiento rebate la idea aristotlica de que un cuerpo slo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre l.5Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por s solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre l. Newton toma en cuenta, as, el que los cuerpos en movimiento estn sometidos constantemente a fuerzas de roce o friccin, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendan que el movimiento o la detencin de un cuerpo se deba exclusivamente a si se ejerca sobre ellos una fuerza,pero nunca entendiendo como est a la friccin .En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o , dicho de otra forma ; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre l .En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, porlo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta. Existe ninguna fuerza externa neta o , dicho de otra forma ; un objeto enEjemplo, para un pasajero de un tren , el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andn de una estacin, el interventor se est moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento .La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no acta ninguna fuerza neta semueve con velocidad constante .En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puestoquesiemprehayalgntipodefuerzasactuandosobreloscuerpos,perosiempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuvisemos en un sistema inercial. En muchos casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximacin de sistema inercial. Lo anterior porque a pesarque laTierracuentacon unaaceleracintraslacin yrotacionalestas son del orden de 0.01 m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.

PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO:Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y slo si la suma vectorial de las fuerzas que actan sobre l es igual a cero .Cuando un cuerpo est en equilibrio, la resultantes de todas la fuerzas que actan sobre el es cero. en este caso , Rx como Ry de ser cero ; es la condicin para que un cuerpo est enequilibrio: en este caso , Rx como Ry de ser cero ; es la

SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO:Un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotacin si el momento resultante de todas las fuerzas que actan sobre l,respecto de cualquier punto, es nula .Matemticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmtica de los momentos relacionados con rotaciones anti horarias debe ser igual a la suma aritmtica de los momentos relacionados con rotaciones horarias

III. Instrumentos de Laboratorio: Una computadora Programa data estudio instalado InterfaseScienceWorshop750 2 sensores de fuerza CI-6537 01disco ptico de Hartl (Forc Table) 01 juego de pesas Cuerdas inextensibles Una regla de 1 m Un soporte deaccesorios Una escuadra o transportador

IV.Procedimientos y Actividades:PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO:-Instalar el equipo disco ptico dehartl.-Verificar la instalacin de la interface.

-Ingresar el programa data estudio yseleccionar crear experimento.-Marque las pequeas poleas de dos posiciones diferentes y verificar quela argolla se encuentre en un punto de equilibrio solo por la accin de la cuerda con sus respectivas cuerdas Los pesos W1 W2 y la fuerza de tencin T en el sensor de fuerzas representan la accin de tres fuerzas concurrentes . los ngulos 0 0 0

-Cuando instala el equipo registrar datos en tabla 1 . -Repita cuatro veces este procedimiento en alguno de ellos considere que la fuerza de tencion registrado por el sensor de fuerza este en direccin vertical.

nM1(g)M2(g)T(newton) 01 02 03

01 25g 77g 0,45N 160 120 70

02 55g 58g 0,15N 110 100 150

03 65g 26g 0,17N 100 160 100

04 60g 30g 0,04N 90 180 120

SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO:-Instale el equipo. La cuerda de tencin que contiene al sensor de fuerza forma un Angulo de 90 con el soporte universal al cual esta sujetado. Bajo lainfluenciade todas lasfuerzas queque actansobre el cuerpo rgido, esta debe estar en equilibrio de rotacin

-Registre los valores de la correspondencia masa m 1 de las pesas que se muestran . As mismo registre los valores de las distancias de los puntos de aplicacin al punto de contacto del cuerpo rigido con el soporte universal.

-Registre tambin la lectura observada a travs del sensor de fuerza y elAngulodeinclinacinthetadelcuerporegidoconrespectoalasuperficiedelamasa

-Repita este proceso cuatro veces haciendo variar losvalores de masa

NM1M2M3L1(cm)L2(cm)L3(cm)L4(cm)T(N)

01 55g 75g 45g18,5 92 66,6 30,35,11N 8

02 75g 95g 55g18,5 92 66,6 30,35,92N 9,5

03 25g 15g 45g18,5 92 66,6 30,33,88N 7

04 75g 105g 65g18,5 92 66,6 30,36,21N 8