LABORATORIO DE FISICA IINro. PFR

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Tema : ESTTICA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIOCdigo :G06113

Semestre:II

Grupo :B

Lab. N :01

LABORATORIO DE FSICA IIOCE- Rev1.0

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MIC I OPERACIOES COM

CURSO: FISICA II CODIGO: G06113LABORATORIO IESTTICA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO

Alumno (s):Charca Becerra Luis FernandoVera Marron Jover Cesar Ccorahua Quispe MarleneCahuana Aparici Luis Angel

Programa : MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTANota:

Profesor :Lic. Juan Carlos Grande

Fecha de realizacin :141114Fecha de entrega: 180314

1-INTRODUCCIN

En este presente laboratorio desarrollaremos el concepto de esttica y sus aplicaciones, sabiendo que la esttica estudia las condiciones de equilibrio de los cuerpos sometidos a diversas fuerzas.Estaexperiencia de laboratorio permiti verificar las condiciones de equilibrio en la cual utilizamos el software PASCO Capstone para poder tomar los datos experimentales y compararlos con los bibliogrficos, verificando el margen de error utilizando las relaciones matemticas.El trabajo se realiz con la supervisin del profesor quien nos dio pautas sobre cmo utilizar el software y los instrumentos de laboratorio.

2-OBJETIVOS:

Comprobar experimentalmente la primera condicin de equilibrio, para fuerzas coplanares y concurrentes. Verificar os resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los procedimientos tericos dados en clase y establecer las diferencias. Determinar relaciones matemticas entre las variables fsicas que interviene en un experimento.

3-ANLISIS DE TRABAJO SEGURO:PASOS BSICOS DEL TRABAJO A REALIZARRIESGO PRESENTE EN CADA CASOCONTROL DE RIESGO

Verificacin de las condiciones iniciales a las que se encuentran los equipos y materiales.Cada de objetos, golpes en los pies.Tener cuidado y tener puestas las botas de seguridad.

Traslado de los materiales a la mesa de trabajo.Tropiezo golpes o cortes con puntas filosas.Trasladar los equipos de forma cautelosa.

Verificacin del dinammetroDaos en el sensor. Utilizar el sensor con cautela.

Accin y ReaccinDaos en los sensores.No jalar intempestivamente y seguir las indicaciones de la gua.

Paralelogramo de fuerzas concurrentesDaos en los sensoresManejar los equipos y materiales con cautela.

Devolucin de materialesTropiezos, golpes o cortes con bordes filosos.Trasladar cautelosamente los materiales al lugar asignado.

Orden y limpieza del rea de trabajo.Dejar condiciones inseguras para futuras sesiones.Realizar la inspeccin adecuada de cada espacio del laboratorio.

4-FUNDAMENTO TERICO:

ESTTICA,PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO

FUERZA Ley De La Inercia Ley De Accin Y Reaccin

Es el resultado Si las fuerzas resultantesSi un cuerpo acta contra otro conde toda interaccin sobre un cuerpo es nula, una fuerza llamada accin, el manifestada entre entonces dicho est en segundo actuara contra eldos cuerpos. reposo o con movimiento primero con una fuerza de igualEl concepto de rectilneo uniforme. (MRU). Intensidad llamada reaccinfuerza se relaciona esta se dar en la misma rectafrecuentemente con pero en direccin contrariaesfuerzo muscular, INERCIAempuje, traccin, etc.

Propiedad Inherente a losNATURALEZA DE LA cuerpos y que les permiteFUERZA conservar su estado de reposo o de movimiento.

Fuerza Gravitacional:Es la fuerza deAtraccin entre doscuerpos debido a susrespectivas masas, Teorema de LAMYestas fuerzas son muydbiles. Si tres fuerzas coplanares actan sobre un cuerpo en equilibrio, estas estas necesariamente son concurrentes. En el mdulo de cada fuerza es directamente proporcional seno del ngulo opuesto.

5-MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO: Computadora personal con programa PASCO Capstone instalado

PASCO Capstone Software Informer.

Interface 850 universal interface

www.sciencestar.ph

Sensor de fuerza

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Pesa de 50gr

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Varillas

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Bases soporte

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Nuez doble

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Grapas

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Cuerda

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Transportador

es.wikipedia.org Regla

commons.wikimedia.org Calculadora

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6-PROCEDIMIENTOS:

6.1 VERIFICACION DEL DINAMMETRO : Fig. 1 Primer montaje Ingresar al programa PASCO capston y observara lo siguiente

Fig. 2 Ventana de bienvenida de Pasco Capstone.

Hacer clic sobre el icono crear experimento, seguidamente reconocer los dinammetros.Hacer clic en el icono configuracin y seleccionar tiro positivo a frecuencia de 50Hz. Luego presionar el icono del sensor de fuerza 1 y seguidamente seleccionar numrico y cambiar a 2 cifras despus de la coma decimal, seguidamente arrastrar el icono medidor digital sobre cada uno de los dinammetros y vera la siguiente ventana.

Fig. 3 Ventana de Seal DigitalAl hacer doble clic sobre el icono del sensor de fuerza y seleccionar el icono numrico donde se podr agregar la cantidad de cifras despus del punto decimal. La lectura mnima del fabricante del equipo es de 0.03 N y mxima de 50N.Seguidamente determinaremos el peso de una pesa, luego de dos, tres, cuatro y obtendremos la siguiente tabla anotadas del dinammetro.TABLA 1Cantidad de pesas12345

Masa60g110g160g210g260g

Peso (N)0.59N1.08N1.57N2.06N2.55N

Lectura P P0.590.031.080.031.570.032.060.032.550.03

CALCULO DE LOS PESOS:

1. Peso :0.06 Kg *9.81m/s2=0.59N2. Peso:0.110 Kg *9.81 m/s2=1.08N3. Peso:0.160 Kg *9.81 m/s2=1.57N4. Peso:0.210 Kg *9.81 m/s2=2.06N5. Peso:0.260 Kg *9.81 m/s2=2.55N

6.2 ACCION Y REACCIN: Hacer clic sobre el icono configuracin, seleccionar la opcin tiro positivo que tiene para el sensor de fuerza 1 y la opcin empuje positivo para el sensor 2 ambos 50hz.Arrastrar el icono grafico sobre el sensor de fuerza 1, luego arrastrar el icono grafico 1 sobre el sensor 2. Donde quedara un grfico con dos ejes Y y X (tiempo).

Fig. 4 Segundo Montaje RESULTADO DEL SEGUNDO MONTAJE :

Fig. 5 Resultado del Segundo Montaje

Fig. 5.1 Resultado del Segundo Montaje

6.3 Paralelogramo de fuerzas concurrentes:

Ensamble las piezas como se muestra en la figura 6, de tal manera que obtenga F1 y F2 requeridos, de las seales digitales de los dinammetros:

Fig. 6 Tercer montaje

Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo el valor de la diagonal (FR) .Anote los valores medidos en la tabla.

TABLA 2

F1 (N)0.78 N1.36 N1.44 N

F2 (N)0.79 N1.38 N0.75 N

FR (N)1.56 N1.55 N1.56 N

P (N)1.57 N1.57 N1.57 N

1()75345

2()65850

% error0.64 %1.27 %0.64 %

Analizaremos grficamente el tercer montaje mediante el mtodo del paralelogramo y analticamente mediante la ley de cosenos:

1. F1 = 0.78 N F2 = 0.79 N FR =? = 13

F1

FR

F2

FR =

FR = 1.56 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 0.64 %

2. F1 = 1.36 N F2 = 1.38 N FR =? = 111

F1

FR

F2

FR =

FR = 1.55 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 1.27 %

3. F1 = 1.44 N F2 = 0.75 N FR =? = 95

FRF1

F2

FR =

FR = 1.56 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 0.64 %

-- Ensamble las piezas tal como se muestra en la figura 7, de tal manera que obtenga 1 y 2 requeridos.

Fig. 7 Cuarto montaje

Estableciendo una escala de fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo el valor de la diagonal. Anote los valores medidos en la tabla3.

TABLA 3

1()152545

2()152545

F1 (N)0.82 N0.87 N1.12 N

F2 (N)0.80 N0.85 N1.10 N

FR (N)1.56 N1.56 N1.569 N

P (N)1.57 N1.57 N1.57 N

% error0.64 %0.64 %0.063 %

1. F1 = 0.82 N F2 = 0.80 N FR =? = 30

F1F1

FR

F2

FR =

FR = 1.56 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 0.64 %

2. F1 = 0.87 N F2 = 0.85 N FR =? = 50

F1F1

FR

F2

FR =

FR = 1.56 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 0.64 %

3. F1 = 1.12 N F2 = 1.10 N FR =? = 90

F1

FR

F2

FR =

FR = 1.569 N

Error Porcentual:

E (%) =

E (%) =

E (%) = 0.063 %

7. CUESTIONARIO:

7.1 CON RESPECTO AL PROCESO DE VERIFICACIN DEL DINAMMETRO: 7.1.1Defina el concepto de fuerza e indique 5 unidades para esta magnitudUna fuerza representa la accin de un cuerpo sobre otro y se caracteriza por su punto de aplicacin, magnitud y direccin.La fuerza tiene unidades como:a)Newton(N)b) Libras fuerzac) Kilogramos fuerzad) Dinase) Poundal7.1.2 Represente vectores en tres situaciones aplicadas a su especialidad Cables que sostienen el contenedor de una carga para transportar de un lugar a otro, se puede obtener una relacin entre las tenciones considerando el equilibrio del gancho Las tensiones que existen en fajas transportadoras

7.1.3 Es la fuerza un vector? Por qu? Mencione 5 magnitudes fsicas vectoriales relacionadas a su especialidad.La fuerza si en vector; porque al aplicar a un sistema este tiene direccin y magnitud (velocidad- Fuerza- Impulso Campo Elctrico Campo Magntico)7.2 CON RESPECTO AL PROCESO ACCIN Y REACCIN:7.2.1 Cules son los mximos y mnimos valores obtenidos? calcule el porcentaje de error de los valores obtenidosEl valor mximo obtenido es 41.1 y el mnimo es de 25.4 y el porcentaje de error es de 0.037.2.2 Realice 5 representaciones del principio de accin y reaccin Un bloque sobre el suelo. La gravedad de la Tierra lo atrae con una fuerza que se llama peso (Fuerza de accin) y el bloque ejerce una fuerza sobre la Tierra que se llama fuerza normal (Fuerza de reaccin) y que tiene la misma magnitud que el peso y la misma direccin (vertical) pero sentido contrario. Al empujar una mesa, los brazos ejercen una fuerza sobre ella (Fuerza de accin) y la mesa ejerce sobre los brazos una fuerza de igual magnitud y direccin, pero de sentido contrario (Fuerza de reaccin). Cuando disparas una bala de can: el can sale empujado hacia atrs - accin y reaccin. Al comprimir un resorte: ste reacciona a la fuerza (accin) que aplicas. 7.2.3 Con cual ley de newton se relaciona la experiencia. Con la tercera ley de Newtona toda accin se le opone una reaccin de igual magnitud pero en sentido contrario

7.3 CON RESPECTO AL PROCESO DEL PARALELOGRAMO DE FUERZAS CONCURRENTES RESPONDA:

7.3.1 Compara la fuerza resultante con la fuerza originada por las pesas P. Qu puedes concluir?

Podemos concluir que las dos fuerzas son iguales y con un margen de error muy pequeo.

7.3.2 Una persona desde su casa camina 21 cuadras hacia el Norte y luego camina otras 37 hacia el Este. Entonces en el regreso ms corto Caminar 58 cuadras? Justifique su respuesta.

Los vectores pueden ser trasladados pero sin cambiar su direccin y sentido. Aplicamos el mtodo del paralelogramo para hallar la resultante que sera el camino ms corto de regreso.

21 c

37c cc

FR =

FR = 42.54 c

7.3.3 Explique Por qu los vectores son concurrentes en esta experiencia?Porque presenta dos fuerzas aplicadas en el mismo punto.7.3.4. Qu significa equilibrio? Y qu tipo de equilibrio es el que se tiene en la experienciaEs el estado de un cuerpo sometido a una serie de fuerzas que se contrarrestan entre s.Equilibrio mecnico: cuando la suma de fuerzas y momentos sobre todas y cada una de las partes del cuerpo se anulan.7.3.5 Significa entonces que un cuerpo en equilibrio esta necesariamente en reposo Por qu?Si. El reposo es una propiedad de los cuerpos y consiste en que no se modifican sus distancias respecto a otros puntos que consideramos fijos, en cambio el equilibrio de fuerzas es una propiedad de las fuerzas que actan sobre el sistema Un conjunto de fuerzas en equilibrio constituye un sistema nulo8 problemas: (Aplicacin usando Matlab)8.1- Si F2= 150 lb y = 55, determine la magnitud y la direccin, medida en el sentido de las manecillas del reloj desde el eje x positivo de la fuerza resultante de las tres fuerzas que actan sobre el soporte.

CDIGO EN MATLAB:>> F1= 355.98F1 = 355.9800>> F2= 667.46F2 = 667.4600>> F3= 231.39F3 = 231.3900>> beta= atand(12/5)beta = 67.3801>> alfa = 80alfa = 80>> F2x = F2*cosd(alfa)F2x = 115.9032>> F2y = -F2*sind(alfa)F2y = -657.3198>> F3x = F3*cosd(beta)F3x = 88.9962>> F3y = F3*sind(beta)F3y =213.5908>> Sx = F1 + F2x +F3xSx =560.8794>> Sy = F2y +F3ySy = -443.7290>> r= Sx^2 + Sy^2r = 5.1148e+05>> R =715.1790872R = 715.17918.2 Determine los ngulos directores coordenados de F1 y Fr :

9. OBSERVACIONES: Debemos tener conocimientos previos del software PASCO capstone para poder realizar bien las operaciones con los datos obtenidos. Es necesario ensamblar correctamente las piezas para resultados ms precisos. En la parte de accin y reaccin debemos ser cuidadosos al estirar los sensores para no daarlos. Cuando ensamblemos las piezas en la parte de paralelogramos de fuerzas concurrentes, la cuerda entre ambos sensores de fuerza debe tener un ngulo que permita darnos los resultados que necesitamos. Al realizar el laboratorio debemos tener siempre puesto el equipo de proteccin personal para no tener problemas en su realizacin. No jugar en el laboratorio de fsica para no tener contratiempos, adems para no perder tiempo en el trabajo. Es importante escuchar las indicaciones del docente en el uso de los materiales y en la ejecucin del laboratorio ya que sern muy importantes para su realizacin. Realizar todos los procesos con calma y siguiendo las indicaciones del docente para no hacer difcil el trabajo.10. CONCLUSIONES:

Segn las caractersticas de fbrica, el dinammetro puede reconocer lecturas mnimas de 0.03 N y mxima de 50N. En la experiencia de accin y reaccin para obtener el grfico (Fig. 5 Resultado del Segundo Montaje) es necesario que ambos sensores se encuentren a 50 Hz. En la experiencia de paralelogramo de fuerzas concurrentes cuando el mnimo F1 es de 0,67N y F2 de 0,68N la FR es de 1.56 N; el mximo F1 de 1,36N y F2 de 1,38 N la FR es de 1.55 N aseguramos que los ngulos generados son directamente proporcional con la fuerza. Para determinar la FR mediante los ngulos, confirmamos que si los ngulos son iguales entonces la fuerza FR siempre ser 1,6N y solo variara en el segundo decimal. Los valores bibliogrficos y los valores obtenidos en las experiencias no tienes mucha diferencia; por tanto el porcentaje de erros es mnimo variando solo en centsimas.

11. BIBLIOGRFIA:

SEARS, Francis; SEMANSKY, Mark; YOUNG, Hugh; FREEDMAN, RogerFSICAUNIVERSITARIA VOLUMEN I. Edition 11. Pearson, Mxico 2004. 864p.ISBN (14 de marzo)

Fsica.http://files.uladech.edu.pe/docente/32910680/FISICA%20II%20CIVIL/Semana%2001/tema%20est%C3%A1tica%20I%20-%20FII%20SEMANA%201.pdf (14 de marzo)

Fsica. fisica39.wordpress.com/.../estatica-ii-primera-condicion-de-equilibrio-2/(14 de marzo)