¡Descarga Fuerzas Concurrentes y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity!
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
NOMBRE DEL ESTUDIANTE :THAIRRIZ CAROLINA CHULCA ARIAS
FACULTAD :
CARRERA : Ingeniería Civil FECHA:28/08/
SEMESTRE :PRIMER PARALELO :S1-P
GRUPO N.
PRÁCTICA N °.
Objetivos
- Obtener experimentalmente un sistema de tres y cuatro fuerzas concurrentes
en equilibrio.
- Analizar las condiciones de equilibrio en un sistema de fuerzas coplanares
concurrentes.
- Realizar operaciones vectoriales gráfica y analíticamente.
Equipo de Experimentación
- Tablero circular
A± 5 °
- Juego de poleas de borde
- Juego de portamasa y masas
calibradas
- Una argolla con cuatro cuerdas.
- Base triangular
- Varilla l= 0,40 m
Figura 1. Equilibrio de la partícula
Fundamento Conceptual
Definición de fuerza y unidad de medida en el S.I.
Condiciones de equilibrio para fuerzas concurrentes.
Procedimiento
Fuerzas concurrentes TEMA:
Sistema de 3 Fuerzas
- Armar el equipo como se ilustra en el Figura 1.
- Ubicar las poleas de borde en diferentes posiciones de tal manera que entre si
no formen ángulos de 1200 y no coincidan con los ejes de coordenadas
referenciales. Del extremo libre de cada cuerda suspender un portamasas y una
masa de 0,10 kg.
- Añadir masas en los portamasas hasta obtener el centrado de la argolla con
respecto al eje del tablero circular (condición de equilibrio).
- Registrar los valores de los ángulos y el valor de la fuerza de cada portamasas
en la Tabla 1.
Sistema de 4 Fuerzas
- Utilizando las cuatro poleas obtener el equilibrio del sistema tal como se
describe para el sistema de tres.
- Registrar los valores de las fuerzas y ángulos en la Tabla 2.
Registro de Datos
Podemos observar en la gráfica que el sistema se encuentra en equilibrio.
3. Demostrar gráfica y analíticamente que cada fuerza es la equilibrarte
de las otras dos.
a ¿
F 1 =−(
F 2 +
F 3 )
( 1.5 i + 0.55 j )=−(−0.35 i −1.5 j −0.65 i + 1 j )
( 1.5 i +0.55 j )=( 1 i +0.5 j )
b ¿
F 2 =−(
F 1 +
F 3 )
(−0.35 i −1.5 j ) =−(1.5 i +0.55 j −0.65 i + 1 j )
(−0.35 i −1.5 j ) =(−0.85 i −1.5 j )
c ¿
F 3 =−(
F 1 +
F 2 )
(−0.65 i + 1 j )=−(1.5 i +0.55 j −0.35 i −1.5 j )
(−0.65 i + 1 j )=(−1.15 i + 1 j )
a)
b)
c)
La suma entre cada fuerza debe ser la resultante de la fuerza faltante en el
sistema para así verificar que este en equilibrio, cómo podemos observas
en las 3 graficas (a, b, c).
2. Comprobar gráficamente la condición de equilibrio.
- Encontrar analíticamente el valor de la fuerza resultante, analizar el
resultado y escribir una conclusión.
F 1 =−(
F 2 +
F 3 +
F 4 )
( 1.5 i +0.26 j )=−(1.93 i −5.29 j +0.83 i + 2.27 j −4.5 i +2.62 j )
( 1.5 i + 0.26 j )=(1.74 i +0.4 j )
F 2 =−(
F 1 +
F 3 +
F 4 )
( 1.93 i −5.29 j )=−(1.5 i + 0.26 j +0.83 i + 2.27 j −4.5 i +2.62 j )
( 1.93 i −5.29 j )=(2.17 i −5.15 j )
F 3 =−(
F 1 +
F 2
+ F 4 )
( 0.83 i +2.27 j )=−(1.5 i + 0.26 j +1.93 i −5.29 j −4.5 i +2.62 j )
( 0.83 i + 2.27 j )=(1.07 i + 2.41)
F 4 =−(
F 1 +
F 2 +
F 3 )
(−4.5 i +2.62 j )=−(1.5 i +0.26 j +1.93 i −5.29 j +0.83 i +2.27 j )
(−4.5 i +2.62 j )=(−4.26 i +2.76 j )
La suma entre cada fuerza debe ser la resultante de la fuerza faltante en el sistema
para así verificar que este en equilibrio, así que podemos decir que es
directamente proporcional a cada fuerza.
Conclusiones
Dentro del análisis expuesto, nos percatarnos que un sistema de fuerzas
concurrentes es aquel que existe desde un punto en común para todas las
rectas de acción de las fuerzas componentes, o sobre un objeto puntual.
De igual forma, en la rama de la mecánica que estudia el equilibrio estático, la
estática (o equilibrio de los sistemas) es entendida como la ausencia de
movimiento (reposo) o una velocidad constante.
De esta manera, podemos observar que las fuerzas concurrentes; son aquellas
que están aplicadas a un mismo punto y que la resultante de estas fuerzas es
la suma de vectores.
En conclusión, comprobamos que el momento resultante de un sistema de
fuerzas concurrentes es igual a la suma vectorial de los momentos de cada una
de las fuerzas e igual al momento de la resultante.
