REA DE CIENCIAS DE LA UTP

LABORATORIO DE FSICA

INFORME DE LABORATORIO N 2 - FSICA GENERAL

Ttulo del Laboratorio N 2: Primera y Segunda Condicin de Equilibrio

Profesor PEREZ TERREL, Walter Lauro Fecha 09-06-15 Hora 9:40 p.m

Integrantes Cdigo

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LOGROS

Comprobar experimental, grfica y analticamente la primera y segunda condicin de equilibrio a travs de diagramas de cuerpo libre.

NOTA

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PRINCIPIOS TERICOS

a) Equilibrio mecnico. Un cuerpo se encuentra en equilibrio mecnico, cuando se halla en estado de reposo (equilibrio esttico) o realizando un movimiento rectilneo uniforme (MRU), con respecto a un sistema de referencia inercial (equilibrio cintico).

b) Primera ley de Newton (ley de inercia). Todo cuerpo permanece en reposo (velocidad igual a cero) o con MRU (velocidad constante), a menos que acte sobre l una fuerza resultante externa que altere su estado inicial.

c) Primera condicin de equilibrio (equilibrio de traslacin).- Para que un cuerpo rgido se encuentre en equilibrio de traslacin, la resultante de las fuerzas externas que actan sobre l debe ser cero. Es decir:

Para comprobar la primera condicin de equilibrio, se emplean los siguientes mtodos:

- Mtodo Analtico:

Se descomponen las fuerzas externas actuantes y se usa la ecuacin (1) escalarmente, obteniendo:

- Mtodo Grfico:

Si sobre un cuerpo actan tres fuerzas externas y stas definen su equilibrio de traslacin; las fuerzas sern coplanares (actan en un mismo plano) y sus lneas de accin son concurrentes, como se muestra en la figura 1.a, cuyo diagrama de cuerpo libre se aprecia en la figura 1.b.

Se puede aplicar el teorema de Lamy, el cual establece que el mdulo de cada fuerza es proporcional al seno de su ngulo opuesto. As, segn la figura 1.b, se tiene que:

Como la fuerza resultante del sistema de la figura 1; es cero. Se puede representar geomtricamente un tringulo de fuerzas externas, como se muestra en la figura 2.

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PARTE EXPERIMENTAL

a) Materiales e instrumentos

- Una (01) balanza (Lectura mn.: 0.1 g, Lectura mx.: 610 g)

- Tres (03) cuerpos metlicos.

- Un (01) transportador circular

- Dos (02) dinammetros (Lectura mx.: 5 N, Lectura mn.: 0.1 N)

- Una (01) pizarra acrlica imantada

- Una (01) regla metlica graduada (Lectura mx.: 1 m)

- Una (01) barra metlica uniforme

b) Procedimiento

CASO I

CASO II

CASO III

CASO I

CASO II

CASO III

RESULTADOS

PARTE 1: Primera condicin de equilibrio

TABLA 1

CASO Masa (kg) Mdulo de la fuerza (N) ngulos () m F1 F2 F3 I 0.3015 2.6 2.8 2.95 120 130 110 II 0.2043 1.8 1.9 2.002 125 123 112 III 0.1028 0.9 0.9 1.007 125 130 105

TABLA 2

CASO F =0

Fx=0 Fx=0 I 0.43 i 0.12 j II 0.05 i 0.07 j III 0.04 i 0.1 j

PARTE 2: Segunda condicin de equilibrio

TABLA 3

CASO Masa (kg) Mdulo de la fuerza (N) Posicin (m) ngulos ()

m m barra F1 F2 F3 F4 r1 r2 r3 r4

I 0.3015 0.077 2.65 1.4 2.95 0.754 0 0.443 0.092 0.22 85 55 85 II 0.2043 0.077 2 1 2.002 0.754 0 0.443 0.092 0.22 86 56 80 III 0.1028 0.077 1.2 0.7 1.007 0.754 0 0.443 0.092 0.22 84 57 83

TABLA 4

I II III

-0.23 i + 2.64 j N -0.14i + 2.00 j N -0.12i + 1.19j N 0.8 i + 1.15 j N 0.56i + 0.82 j N 0.38i + 0.59j N

-0.26 i 2.94 j N -0.35i 1.97 j N -0.12i-1.00j N -0.07i 0.75 j N -0.13i 0.74 j N -0.09i 0.74j N

0 i m 0 i m 0 i m 0.44 i m 0.44 i m 0.44 i m 0.09 i m 0.09 i m 0.09 i m 0.22 i m 0.22 i m 0.22 i m

0 Nm 0 Nm 0 Nm 0.5 k Nm 0.36 k Nm 0.37 k Nm

-0.26 k Nm -0.18 k Nm -0.18 k Nm -0.16 k Nm -0.16 k Nm -0.16 k Nm

0.08 k Nm 0.02 k Nm 0.03 k Nm