Escuela de Ciencias Físicas y Matemática

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADORESCUELA DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

GUÍAS DE LABORATORIO DE FÍSICADIRIGIDO A LA FACULTAD DE ARQUITECTURA

ESCUELA DE DISEÑOPRÁCTICA N°: 8B

TEMA: MOMENTO DE UNA FUERZA O TORQUE

1.- OBJETIVOS

1.1. Determinar las condiciones de equilibrio con fuerzas paralelas.

1.2. Encontrar el centro de gravedad de un cuerpo.

2.- TEORÍA

Se entiende por torque (t) o momento de una fuerza a la medida de la tendencia de una fuerza para producir una rotación de un cuerpo rígido. Está dada por el producto de la fuerza por la distancia perpendicular al eje de rotación llamada

también brazo de la palanca. τ=F .b

Un cuerpo rígido está en equilibrio cuando: 1° la suma de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual a cero SF = 0 y, 2° cuando la suma algébrica de los torques es igual a cero St = 0.

3.- MATERIAL EMPLEADO dinamómetroRegla metálica de 1 m4 sujetadoresJuego de masas: 100 g y 50 g b1 b2 b3 b4 Pedestal con varilla de 60 cm Doble nuezVarilla de 20 cm F1 F2 F3 F4Dinamómetro de 10 N.

4.- PROCEDIMIENTO

4.1. Encuentre el centro de gravedad de la regla colgándola del dinamómetro. Lea el peso de la regla y el punto de equilibrio y registre en el lugar correspondiente a datos.

4.2. Siguiendo los casos propuestos en la Tabla: A) Coloque en el brazo izquierdo una masa de 100 g a 10 cm del fulcro y otro de 100 g a 20 cm. Equilibre el sistema colocando dos masas de 50 g en el lado derecho. Registre las distancias (brazo) y la lectura del dinamómetro en la Tabla.

4.3. Repita el procedimiento anterior para las masas y distancias indicadas en los dos puntos siguientes (B, C) de la Tabla.

4.4. Para los dos últimos casos (D, E) de la Tabla (en los que es difícil la medida), mueva el fulcro a la marca de 40 cm coloque en el brazo corto de la regla a 10 cm del fulcro una masa de 100 g y a 20 cm una masa de 200 g. Equilibre el sistema. Registre siempre los resultados en la Tabla.

DATOS

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Centro de gravedad de la regla: _____50 cm______Peso de la regla:____3.7 N_______

TABLALADO IZQUIERDO LADO DERECHO Di

namómetro

Masakg

FuerzaN

Brazom

Torque

N.m

Masakg

FuerzaN

Brazom

Torque

N.mA 0,100 F

1=0.98 N

0,10 0.098 N.m

0,050 F3=0.49 N

b3=0.22m

0.10 6.6

0,100 F2=0.98 N

0,20 0.19N.m

0,050 F4=0.49 N

b4=0.33m

0.16 6.6

Torque total: 0.28 Torque total:0.26

B 0,100 F1=0.98

0,10 0.098 0,050 F3=0.49N

b3=0.27 m

0.13 6.1

0,100 F2=0.98

0,05 0.049 F4= b4= 6.1

Torque total:0.14 Torque total:0.13

C 0,100 F1=0.98

0,10 0.098 0,100 F3=0.98

b3= 9 6.6

0,050 F2=0.49

0,20 0.098 0,050 F4=0.49

b4=18.2

6.6

Torque total: Torque total:

D 0,200 F1= 0,20 0,100 F3= b3=48.2

7.6

0,100 F2= 0,10 F4= b4= 7.6 Torque total: Torque total:

E 0,200 F1= 0,20 0,050 F3= b3= XX0,100 F2= 0,10 F4= b4= XX Torque total: No hay equilibrio

Torque total:

5.- CÁLCULOS

5.1. Encuentre el valor de la fuerza para cada masa utilizando la ecuación F = m.g y registre el resultado en el lugar correspondiente de la Tabla.

5.2. Calcule el torque para cada masa utilizando la siguiente ecuaciónτ=F .b y determine luego el torque total de cada brazo. Registre este valor en el lugar correspondiente de la Tabla.

6.- CUESTIONARIO6.1. ¿Es igual el torque de los dos brazos en cada experimento que realizó?.

Explique sus resultados.

6.2. Si encontró casos en que el torque no es igual, ¿Qué debería hacer para que se cumpla la segunda condición de equilibrio?. Hágalo para cada caso y compruebe la solución.

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6.3. Sume las fuerzas que actúan hacia abajo y compare este resultado con la lectura del dinamómetro. ¿Qué puede concluir de esto?.

6.4. ¿Se cumplieron las dos leyes de equilibrio en este experimento?. Explique su respuesta.

6.5. ¿El centro de gravedad de los diferentes cuerpos puede estar en una zona donde no existe masa? ¿Por qué es eso posible?

6.6. Determine el centro de gravedad de diversas figuras por método matemático

7.- CONCLUSIONES