UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO AREA: FISICA I. TEMA: INFORME DE LABORATORIO-FUERZA - ESTTICA. DOCENTE: CARLOS REYES PAREJA ESTUDIANTE: HUAN GARCIA MARIA EMILIA CODIGO: 121.0904.394HUARAZ - ANCASH - PERABRIL - 2012

SEGUNDO INFORME DE FSICAFUERZA ESTTICA INTRODUCCINConocer la ley de Hooke, para comprobar la resistencia de los resortes es necesario ya que todo material tiene su lmite de cargar, si excede de ello alterara el material, comprobar la sumatoria de fuerzas es imprescindible para nuestra carrera porque garantiza que el cuerpo este en equilibrio, mismo el tercer experimento trata sobre equilibrio. OBJETIVOS Verificar experimentalmente la ley de Hooke. Verificar la igualdad de momentos respecto a un punto en un cuerpo en equilibrio. Representar grficamente los esfuerzos aplicados a un resorte en funcin de las deformaciones que le producen y a partir de la grfica, determinar la constante elstica de resortes. Verificar la primera condicin de equilibrio MATERIAL Y EQUIPO Tres resortes helicoidales. (Eran de diferentes longitudes, dimetro, metales y sensibilidad)

Un soporte universal con dos varillas de hierro y una nuez.

Una regla graduada en milmetros. (De sensibilidad 0.5mm, de longitud 1 metro y material acero)

Un juego de pesas calibradas con porta pesas. (El porta pesas tiene una masa de 20g, las pesas tenan masas como se indica: 5, 10, 20,30 ,50 y 100 gramos respectivamente. La marca era de cobre)

Una argolla.(Era hecha de alambre de cobre nmero 16)

Un soporte de madera. (Se utiliz para verificar la segunda condicin de equilibrio) Una prensa. (Se utiliz para sujetar el soporte de madera)

Una barra metlica con orificios. (Tena una longitud de 1m con orificios) Tres ganchos y tres clavos.(Los clavos eran de 1pulcada, material hierro y los ganchos de alambre de cobre nmero 16)

Un tablero. (Hecho de triplay en donde se tena dibujado un plano cartesiano para la ubicacin de los resortes mencionados)

MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL LEY DE HOOKEEl resorte es un dispositivo fabricado con un material elstico, que experimenta una deformacin significativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las bsculas de resorte o para almacenar energa mecnica, como en los relojes de cuerda. Los resortes tambin se emplean para absorber impactos y reducir vibraciones, como en los resortes de ballestas (donde se apoyan los ejes de las ruedas) empleados en las suspensiones de automvil.Para poder desarrollar esta actividad debemos tener presente que la parte de la mecnica que estudia el equilibrio de los cuerpos, bajo la accin de fuerzas, se denomina ESTTICA, y se la puede definir como: parte de la Mecnica que estudia las condiciones que deben cumplirse para que un cuerpo, sobre el que actan fuerzas, permanezca en equilibrio.

La Ley de Hooke describe fenmenos elsticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformacin elstica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformacin, siempre y cuando no se sobrepase el lmite de elasticidad.Robert Hooke (1635-17039, estudi, entre otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: La Fuerza que devuelve un resorte a su posicin de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de esa posicin.F = K. D X

Dnde: F = fuerza aplicada al resorteK = constante de proporcionalidadD x = variacin de longitud del resorte

Los materiales en su totalidad, se deforman a una carga externa. Se sabe adems que, hasta cierta carga lmite el slido recobra sus dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza al comportamiento elstico. La carga lmite por encima de la cual ya no se comporta elsticamente es el lmite elstico, el cuerpo sufre cierta deformacin permanente al ser descargado, se dice entonces que ha sufrido una deformacin plstica.

En la deformacin plstica la Ley de Hooke deja de tener validez.

Consideremos un resorte hecho de alambre de seccin circular enrollado en forma de hlice cilndrica fijo por uno de sus extremos y el otro libre, al aplicar al extremo libre de una fuerza externa como por ejemplo colocando una pesa m, el resorte experimentar una deformacin x. Se demuestra que la fuerza aplicada es directamente proporcional al desplazamiento o al cambio de longitud del resorte. Es decir, en forma de ecuacin se escribe:

F = K x = K (xf xo)(1)

Dnde:K es una constante de proporcionalidad comnmente llamada constantemente elstica o de fuerza. Mientras mayor sea K, ms rgido o fuerte ser el resorte. Las unidades de K en el sistema internacional es el newton por metro (N/m).La relacin mostrada en la ecuacin (1) se mantiene solo para los resortes ideales. Los resortes verdaderos se aproximan a esta relacin lineal entre fuerza y deformacin, siempre que no se sobrepase el lmite elstico, limite a partir del cual se deformaran permanentemente.

Por otro lado debe observarse que el resorte ejerce una fuerza igual y opuesta Fe = -K x, cuando su longitud cambia en una magnitud x. El signo menos indica que la fuerza del resorte est en la direccin opuesta al desplazamiento si el resorte se estira o comprime. Esta ecuacin es una forma de lo que se conoce como LEY DE HOOKE.A) ESTTICA:Un cuerpo en equilibrio esttico, si no se le perturba, no sufre aceleracin de traslacin o de rotacin, porque la suma de todas las fuerzas u la suma de todos los momentos que actan sobre l son cero. Sin embargo, si el cuerpo se desplaza ligeramente, son posibles tres resultados: (1) El objeto regresa a su posicin original, en cuyo caso se dice que est en equilibrio estable; (2) el objeto se aparta ms de su posicin, en cuyo caso se dice que est en equilibrio inestable; o bien (3) el objeto permanece en su nueva posicin, en cuyo caso se dice que est en equilibrio neutro o indiferente.Cuando un cuerpo est sometido a un sistema de fuerzas, tal que la resultante de todas las fuerzas y el momento resultante sean cero, entonces el cuerpo est en equilibrio.

Esto, fsicamente, significa que el cuerpo, a menos que est en movimiento uniforme rectilneo, no se trasladar ni podr rotar bajo la accin de ese sistema de fuerzas.Las posibilidades de movimiento que tiene un cuerpo o los grados de libertad, son seis: tres de traslacin, en las direcciones x, y, z y tres de rotacin, alrededor de los mismos ejes. Como en general, los cuerpos que son objeto de estudio en ingeniera estn unidos, soportados, en contacto con otros, las posibilidades de movimiento en translacin y rotacin son menores, esto es, disminuyen los grados de libertad. Es, entonces, importante conocer qu tipo de restriccin ofrecen los apoyos, uniones o contactos que tiene el cuerpo objeto del anlisis. Las restricciones a que es sometido un cuerpo, se manifiestan fsicamente por fuerzas o pares (momentos) que impiden la translacin o la rotacin respectivamente y se les conoce como reacciones.

Equilibrio de un Cuerpo Rgido Un cuerpo rgido se puede definir como aquel que no sufre deformaciones por efecto de fuerzas externas, es decir un sistema de partculas cuyas posiciones relativas no cambian. Un cuerpo rgido es una idealizacin, que se emplea para efectos de estudios de cinemtica, ya que esta rama de la mecnica, nicamente estudia los objetos y no las fuerzas exteriores que actan sobre de ellos La esttica de cuerpos extensos es mucho ms complicada que la del punto, dado que bajo la accin de fuerzas el cuerpo no slo se puede trasladar sino tambin puede rotar y deformarse. Consideraremos aqu la esttica de cuerpos rgidos, es decir indeformables. En este caso para que haya equilibrio debemos pedir, tomando como referencia un punto P cualquiera del cuerpo, que P no se traslade y que no haya rotaciones. Es decir que la resultante de todas las fuerzas aplicadas sea nula y que el momento resultante (la suma de los momentos de todas las fuerzas) se anule. Por lo tanto es necesario tomar en cuenta el punto de aplicacin de cada fuerza. Supondremos ahora que se conocen F y M y dejamos para ms adelante el problema de cmo calcularlos.

Sobre un cuerpo rgido actan:1. Fuerzas externas: representan la accin que ejercen otros cuerpos sobre el cuerpo rgidos, son las responsables del comportamiento externo del cuerpo rgido, causarn que se mueva o aseguraran su reposo.2. Fuerzas internas: son aquellas que mantienen unidas las partculas que conforman el cuerpo rgido.Se puede concluir que cada una de las fuerzas externas que actan sobre un cuerpo rgido puede ocasionar un movimiento de traslacin, rotacin o ambas siempre y cuando dichas fuerzas no encuentren ninguna oposicin.Para que un cuerpo rgido tenga equilibrio esttico se debe cumplir que: La sumatoria de las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo sean iguales a cero, no existe aceleracin lineal.

La sumatorias de los torques que acten sobre el cuerpo sean iguales a cero, no existe aceleracin

Centro de gravedadDebido a que un cuerpo es una distribucin continua de masa, en cada una de sus partes acta la fuerza de gravedad. El centro de gravedad es la posicin donde se puede considerar actuando la fuerza de gravedad neta, es el punto ubicado en la posicin promedio donde se concentra el peso total del cuerpo. Para un objeto simtrico homogneo, el centro de gravedad se encuentra en el centro geomtrico, pero no para un objeto irregular.

Centro de masaEs la posicin geomtrica de un cuerpo rgido en la cual se puede considerar concentrada toda su masa; corresponde a la posicin promedio de todas las partculas de masa que forman el cuerpo rgido. El centro de masa de cualquier objeto simtrico homogneo, se ubica sobre un eje de simetra.En forma ms sencilla podemos decir que el centro de masa es el punto en el cual se puede considerar concentrada toda la masa de un objeto o un sistema. Cuando se estudia el movimiento de un cuerpo rgido se puede considerar la fuerza neta aplicada en el centro de masa y analizar el movimiento de este ltimo como si fuera una partcula. Cuando la fuerza es el peso, entonces se considera aplicado en el centro de gravedad. Para casi todos los cuerpos cerca de la superficie terrestre, el centro de masa es equivalente al centro de gravedad, ya que la gravedad es casi constante, es decir, si la gravedad es constante en toda la masa, el centro de gravedad coincide con el centro de masa.Tipos de apoyo para el anlisis del diagrama de cuerpo libre en equilibrio de cuerpos rgidos:1. Apoyo simple: Restringe un grado de libertad de los tres que posee el cuerpo, puede evitar el cuerpo se mueva hacia arriba, pero permite que se desplace a los lados y que rote. La fuerza de interaccin con el cuerpo es perpendicular al apoyo.

1. Articulacin: Restringe dos grados de libertad, el cuerpo no se puede desplazar hacia arriba (verticalmente), ni hacia los lados (horizontalmente). La reaccin a este tipo de apoyos es una fuerza cuyos componentes se observan en la figura.

1. Empotrado: Restringe los tres grados de libertad. Desplazamiento vertical , horizontal y rotacin

B) EQUILIBRIO ESTATICO DE UN CUERPO RIGIDO:

Si un objeto esta estacionario y permanece estacionario, se dice que se encuentra en equilibrio esttico. La determinacin de las fuerzas que actan sobre un objeto tiene mltiples aplicaciones de inters, sobre todo en ingeniera.Ha sido establecida plenamente que la condicin necesaria para que el equilibrio sea que fuerza neta sobre un objeto en equilibrio sea cero.La situacin con objetos reales es un poco ms compleja ya que los objetos no se pueden tratar como partculas. Para que un objeto se encuentre en equilibrio esttico, la fuerza neta sobre el debe ser cero, y el objeto no debe tener una tendencia a girar. Esta segunda condicin de equilibrio requiere que el momento de una fuerza neta alrededor de cualquier origen sea cero.En lenguaje matemtico, lo expresado anteriormente se escribe: F = 0 M = 0

METODOLOGA

A) PARA VERIFICAR EXPERIMENTALMENTE LA LEY DE HOOKE1. Utilizando el resorte helicoidal, realizamos el montaje, el resorte estuvo firmemente asegurado a la barrilla horizontal.

2. Con la regla medimos por tres veces la longitud del resorte sin carga externa, llamado esta longitud inicial (L0).3. En el extremo libre de resorte se colg el porta pesas.4. Se Coloc una pesa m1 en el porta pesa, el resorte se estiro y esperamos que el resorte estirado alcance equilibrio esttico. Con la regla se midi la nueva longitud del resorte, L1.La diferencia L1- L2=, es el alargamiento producido por el peso m1.sus valores se registr en la tabla I.5. Se agreg al porta pesas sucesivamente, sin quitar los anteriores, pesa m2, m3, etc. y se calcul los alargamientos producidos en todos los casos con respecto a L0. registre los valores en la tabla I.6. A efectos de reducir errores, fue conveniente efectuar, en la escala lecturas ascendentes (para cargas agregadas) y descendentes (quitando sucesivamente cargas). Para cada valor de peso agregado, se tom como lectura x el promedio de las lecturas ascendentes y descendentes correspondiente a un mismo valor de peso.7. Repetimos los pasos a hasta f con los otros dos resortes. Registramos sus valores en la tabla I.

Tabla I. Datos y clculos para verificar la Ley de Hooke.RESORTE ILongitud inicial (cm)RESORTE IILongitud inicial (cm)

L=9.3L0=12.15

NMasa(gr)Longitud finalLf (cm)NMasa(gr)Longitud finalLf (cm)

Carga ascendenteCarga descendenteCarga ascendenteCarga descendente

1409.89.712013.513.4

26010.310.124015.515.4

38010.910.836017.917.8

410011.611.548020.420.3

512012.412.2510022.722.6

614013.313.1612025.125.0

716014.814.7714027.227.1

818015.515.5816029.829.8

RESORTE IIILongitud inicial (cm)

L0 =11.1

NMasa(gr)Longitud finalLf (cm)

carga ascendentecarga descendente

12011.411.5

24011.611.8

36012.012.2

48012.612.6

510013.313.2

612013.913.9

714014.614.6

816015.415.4

B) PARA VERIFICAR LA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO

1. Con la regla medimos tres veces, la longitud propia (sin estirar ni comprimir de cada resorte). Se registr sus valores en la tabla II.2. Fijamos uno de los extremos de cada resorte a la argolla y el otro extremo a la base del soporte, tal como se muestra en la siguiente. Fig.3. Los resortes estn estirados. Medimos con la regla la longitud final del resorte y a partir de ella se determin la deformacin x = Lf Lo. Con el valor de x y el valor de K obtenido el procedimiento (4.1). Determinamos las fuerzas en los resortes.4. En la hoja de papel milimetrado, colocada debajo de los resortes, trazamos un sistema de referencias OXY graficando en las direcciones de las fuerzas.5. Verificamos la validez de las condiciones de equilibrio.

Tabla II verificacin de la primera condicin de equilibrio

RESORTElongitud inicial del resorteL0 (cm)longitud final del resorteL1(cm)

123123

R19.39.59.359.39.49.1

R212.612.712.512.512.512.6

R311.211.311.111.111.111.2

C) PARA VERIFICAR LA SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO1st) Fijamos el soporte de madera a la mesa asegurndola con una prensa.2nd) Suspendimos la varilla de la cuchilla por su orificio central (centro de gravedad), tal como se muestra en la siguiente. 3rd) Utilizando ganchos, colgamos de la palanca, a la izquierda y a la derecha del eje, porta pesas y pesas hasta que la barra estuviese en equilibrio, en posicin horizontal.4th) Con ayuda de la regla se procedi a medir las distancias de las cargas al eje de rotacin. Registramos los valores en la tabla III.5th) Con la balanza medimos la masa total de las pesas m1, m2 y m3, conjuntamente con los ganchos. Registrando los valores en la tabla III.

Tabla III. Datos para verificar la segunda condicin de equilibrio.MASA DE LA BARRAm1 (gr)m2 (gr)m3 (gr)m4 (gr)

1953.9822.4530.1510.250.2

LONGITUDOA (cm)OB (cm)OC (cm)OD (cm)CE (cm)

125305520110.5

225455040110.5

320305020110.5

CUESTIONARIOVERIFICACIN DE LA PRIMERA CONDICIN DE EQUILLIBRIOa) Grafica Fuerza vs Desplazamiento1) Resorte I Sabemos: F=mg; donde: m=masa; g= gravedadLf = L n

x = Lf - LoK=F/

El mnimo cuadrado del resorte I es el siguiente: m=0.053823.095N b=1.5260.393N

Longitud carga ascendente(m)Longitud carga descendente(m)Longitud final promedioLf (m)Longitud inicial L0(m)x = Lf - Lo(m)K

0.0980.0970.09750.0930.004587.11

0.1030.1010.1020.0930.00965.33

0.1090.1080.10850.0930.015550.58

0.1160.1150.11550.0930.022543.55

0.1240.1220.1230.0930.0339.2

0.1330.1310.1320.0930.03935.17

0.1480.1470.14750.0930.054528.77

0.1550.1550.1550.0930.06228.45

2) Clculo de Fi(N)MASA(gr)MASA(Kg)FUERZA(N)Fi(masax9.8m/s2)

400.040.392

600.060.588

800.080.784

1000.10.98

1200.121.176

1400.141.372

1600.161.568

1800.181.764

3) Calculo del desplazamiento del resorte I:

NMasa()

10.040.3920.00452.025x10-50.001764

20.060.5880.0098.1x10-50.005292

30.080.7840.01552.4025x10-40.012152

40.10.980.02255.0625x10-40.02205

50.121.1760.039x10-40.03528

60.141.3720.0391.521x10-30.053508

70.161.5680.05452.97025x10-30.085456

80.181.7640.0623.844x10-30.109368

0.86 kg 8.624N0.2370.0100830.32487

La ecuacin de la recta es la siguientey=mx+b

Dnde: m: es el pendiente b: es el intercepto

= 23.095 N

= 0.393 N/mCalcularemos los errores de m y b, para ello se usara procesos estadsticosDatos:

=m+bxiNxi (m)yi(N)(N)(yi- )N(yi- )2

10.00450.3920.49-0.0980.009604

20.0090.5880.60-0.0120.000144

30.01550.7840.750.0340.001156

40.02250.980.910.070.0049

50.031.1761.0850.0910.008281

60.0391.3721.2930.0790.006241

70.05451.5681.651-0.0830.006889

80.0621.7641.824-0.060.0036

0.2378.6240.0408

=

= =0.0538

=

= =1.526 m=0.053823.095N b=1.5260.393N

GRFICO (FUERZA VS DESPLAZAMIENTO) DEL RESORTE I SE VER EN EL PAPEL MILIMETRADO QUE SE ENCONTRAR AL FINAL DEL INFORME

VERIFICACIN DE LA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIOb) Grafica Fuerza vs DesplazamientoResorte II Sabemos: F=mg; donde: m=masa; g= gravedadLf = L n

x = Lf - LoK=F/

Sus mnimos cuadrados son los siguientes:

m=0.1695 0.823Nb=0.5319 0.810N

1) Calculo de xLongitud carga ascendente(m)Longitud carga descendente(m)Longitud final promedioLf (m)Longitud inicial L0(m)x = Lf - Lo(m)K

0.1350.1340.13450.1260.008523.0588235

0.1550.1540.15450.1260.028513.754386

0.1790.1780.17850.1260.052511.2

0.2040.2030.20350.1260.077510.116129

0.2270.2260.22650.1260.10059.75124378

0.2510.250.25050.1260.12459.44578313

0.2720.2710.27150.1260.14559.42955326

0.2980.2980.2980.1260.1729.11627907

1) Clculo de Fi(N)MASA(gr)MASA(Kg)FUERZA(N)Fi

200.020.196

400.040.392

600.060.588

800.080.784

1000.10.98

1200.121.176

1400.141.372

1600.161.568

2) Calculo del desplazamiento del resorte II:

NMasa()

10.020.1960.00857.225x10-50.001666

20.040.3920.02858.1225x10-40.011172

30.060.5880.05252.75625x10-30.03087

40.080.7840.07756.00625x10-30.06076

50.10.980.10050.010100250.09849

60.121.1760.12450.015500250.146412

70.141.3720.14550.021170250.199626

80.161.5680.1720.0295840.269696

0.72Kg7.056N0.70950.7781.204

=0.823 N

=0.810 N/m

Calculamos los errores de m y b, para ello se usara procesos estadsticos

=m+bxiNxi (m)yi(N)(N)(yi- )N(yi- )2

10.0080.1960.816-0.6240.389

20.0280.3920.833-0.440.1936

30.0520.5880.853-0.2650.070

40.0770.7840.873-0.0890.0079

50.090.980.8840.0960.0092

60.1241.1760.9120.2640.069

70.1451.3720.9290.4430.196

80.1721.5680.9510.6170.380

0.6967.0561.3147

=

= =0.1695 N =

= =0.5319 N/mm= (0.823 0.1695) Nb= (0.8100.5319) N

GRFICO (FUERZA VS DESPLAZAMIENTO) DEL RESORTE I SE VER EN EL PAPEL MILIMETRADO QUE SE ENCONTRAR AL FINAL DEL INFORME

VERIFICACIN DE LA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO Resorte III Sabemos: F=mg; donde: m=masa; g= gravedadLf = L n

x = Lf - LoK=F/

Sus mnimos cuadrados son los siguientes: m=0.21934N b=2.4530.245N1) Calculo de xLongitud carga ascendente(m)Longitud carga descendente(m)Longitud final promedioLf (m)Longitud inicial L0(m)x = Lf - Lo(m) K

0.1140.1150.11450.1110.003556

0.1160.1180.1170.1110.00665.33

0.120.1220.1210.1110.0158.8

0.1260.1260.1260.1110.01552.26

0.1330.1320.13250.1110.021545.58

0.1390.1390.1390.1110.02842

0.1460.1460.1460.1110.03539.2

0.1540.1540.1540.1110.04336.46

2) Clculo de Fi(N)MASA(gr)MASA(Kg)FUERZA(N)Fi

200.020.196

400.040.392

600.060.588

800.080.784

1000.10.98

1200.121.176

1400.141.372

1600.161.568

3) Calculo del desplazamiento del resorte I:NMasa(gr)

10.020.1960.0030.0000090.00058

20.040.3920.0050.0000250.00196

30.060.5880.0090.0000810.0052

40.080.7840.0150.0002250.0117

50.10.980.0210.0004410.0205

60.121.1760.0280.0007840.0329

70.141.3720.0350.0012250.048

80.161.5680.0430.0018490.067

0.697Kg7.056N0.1590.00460.187

=34

=0.245

Ahora hallamos los errores de m y b, para ello se usara proceso estadsticosDatos-: =m+bxiNxi (m)yi(N)(N)(yi- )N(yi- )2

10.0030.1960.347-0.1510.022

20.0050.3920.415-0.0230.0005

30.0090.5880.5510.0370.0013

40.0150.7840.7550.0290.0008

50.0210.980.9590.0210.00041

60.0281.1761.197-0.0210.0041

70.0351.3721.435-0.0630.0039

80.0431.5681.707-0.1390.0193

0.1597.0567.3660.0523

=

= =0.219N

=

= = 2.453N/m m= (34 0.219) N b= (0.245 2.453) N

GRFICO (FUERZA VS DESPLAZAMIENTO) DEL RESORTE I SE VER EN EL PAPEL MILIMETRADO QUE SE ENCONTRAR AL FINAL DEL INFORME

Se cumple la ley de Hooke? Explique.Si, por que se someti a los resortes a diversas fuerzas, con la finalidad de determinar la deformacin con la cual hallamos la constante de elasticidad comn, conociendo la fuerza generada que es masa por aceleracin de gravedad, donde se pudo manejar los datos, motivo por el cual la elasticidad para cada fuerza vara mnimamente.Asimismo tomando como referencia la experiencia en el laboratorio, se consider un sistema fsico compuesto por una masa unida al extremo de un resorte, donde se adiciona masa, que hace variar a la anterior realizndola sucesivamente, as mismo quitando las masas, cuando se tiene el resorte sin alargar, ni comprimir se dice que la masa est en la posicin x=0 que se conoce como la posicin de equilibrio del sistema. Utilizando la grfica como determinara el peso de un cuerpo si se conoce la deformacin. ExpliqueA partir de la grfica se puede calcular la pendiente, se le saca su arco tangente; dicho mdulo ser de la constante de elasticidad (k) y luego se utiliza la ley de Hooke:

Pero sabemos que la fuerza elstica es igual al peso y conocemos la deformacin, para finalmente tener y llegar a la siguiente ecuacin.

Indique las posibles fuentes de error en la experiencia.* Error sistemtico: Por condiciones experimentales inadecuadas y por el uso de frmulas incorrectas.* Error ilegitimo: Por realizar una inadecuada lectura de un instrumento. Clculos con muchas cifras significativas. -Al verificar la segunda condicin de equilibrio, no se garantiz que la barra est totalmente horizontal porque la vista humana no es tan precisa para ello se necesitaba un nivel, para dejarlo horizontalmente en equilibrio.-los resortes vencidos dificultaban la precisin en la mediciones.-en conclusin en esta prctica se observ con mayor frecuencia los errores sistemticos. VERIFICACIN DE LA PRIMERA CONDICIN DE EQUILLIBRIO Qu entiende por sistema de fuerzas? Sistema de Fuerzas: Es el conjunto de fuerzas que estn aplicadas sobre un determinado cuerpo, dichas fuerzas adems son producidas por otros cuerpos pueden existir dos clases de sistema de fuerzas: Espaciales y coplanares. Los cuerpos van a modificar la situacin de los cuerpos como su estado de reposo, su velocidad. Se cumplira la regla del paralelogramo en la experiencia realizada? Justifique su respuesta. S, siempre en cuando se tomen slo dos fuerzas, se halle la resultante de dichas dos fuerzas y esta resultante tomar el nombre de vector resultante; seguidamente el ltimo vector pendiente con el vector resultante, usando nuevamente el mtodo del paralelogramo, se obtendr el vector resultante total. Adems, al hallar los ngulos que forma cada fuerza con el eje de las abscisas se puede determinar la resultante de las fuerzas as como su mdulo y direccin Rx = xi = 0 Ry = yi = 0

Calcule la desviacin relativa en las direcciones ortogonales. A qu atribuye Ud. las desviaciones observadas? Fsicamente, cul es la principal causa de la desviacin?Clculos para la verificacin de la primera condicin de equilibrioResorteL0 mLfmx=Lf-L0K(N/m)F=K(N)

R10.0930.1620.06948.603.353

R20.1260.3540.22812.352.816

R30.1120.2160.10453.195.531

Y

F3

F1

6355

X

F2

Segn tabla sabemos que: F1 = 3.353F2 = 2.816F3 = 5.531 Sumatoria de fuerzas en el eje xFx=0

(F1cos55-F3cos63) =0

(3.353(0.573)-5.531(0.453)) = 0

(2.022-2.505) = 0

-0.483N= 0

0.483N= 0

Sumatoria de fuerzas en el eje yFy=0

(F3sen63 + F1sen55- F2) =0

(5.531(0.891) +3.353(0.891)-2.816) =0

4.857N= 0

En conclusin se lleg al siguiente momentoRx=

Ry= 4.857N

Calculo de la desviacin:D=D== -0.099 N

D=-0.099 N

VERIFICACIN DE LA SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO

1. Dibuje un diagrama de la fuerzas que actan sobre la barra (incluidos las pesas y los ganchos).

F1=0.22N

F3=0.09NF4=0.49NF2=0.29N

1. Clculos para la verificacin de la segunda condicin de equilibrio

MASA DE LA BARRAm1 (kg)m2 (kg)m3 (kg)m4 (kg)

0.022450.030150.01020.0502

LongitudOA (m)OB (m)OC (cm)OD (m)CE (m)

10.250.30.550.21.105

20.250.450.50.41.105

30.20.30.50.21.105

Hallando la fuerza: Dato: g = 9.8N

F=mg (N)

F1F2F3F4

0.220.290.090.49

Hallando el promedio de la longitud:longitud promedio

OA(m)OB(m)OC(m)OD(m)CE(m)

0.2330.3500.5160.2661.105

Hallando los momentos:M=0MOFr= Mototal

Calculando la fuerza resultante: Fr=Fri Fr=0.22N+0.29N+0.09N+0.49N Fr=1.09NPor principios de momentos Sabemos: MOF= F.D.K M0total =M0F1 + M0F2+ M0F3+ M0F4 M0= 0.22 (0.233) K + 0.29 (0.350) K - 0.09 (0.516) K - 0.49 (0.266) K+0M0=-0.025KEntonces:El error mnimo= 0.025Clculo de distancia perpendicular MOF= F.D.KDnde: F= mdulo de fuerza D= distancia perpendicular K= vector unitarioM0F=M0total =M0F1 + M0F2+ M0F3+ M0F4 F.D.K= 0.22(0.233)(K) +0.29(0.350)(K)-0.09(0.516)(K)-0.49(0.266)(K)+01.09(D)(K) = -0.025K1. Calcule la reaccin en el eje.

masa de la barram1 (kg)m2 (kg)m3 (kg)m4 (kg)

0.022450.030150.01020.0502

FR= (m + Mb)gFR= [(0.02245+0.03015+0.0102+0.0502) +1.9445]9.8FR=4939.27NLa fuerza de reaccin es 4939.27N1. Con los datos de la tabla III. Calcule la suma algebraica de los momentos de las fuerzas que actan sobre la barra, con respecto al eje. M0=-0.025K

1. Verifique la segunda condicin de equilibrio. Cul ser la desviacin relativa? a qu atribuye las desviaciones observadas?

D=-0.022m

RECOMENDACIONES Uso y manejo adecuado de los instrumentos para poder tener menos errores al realizar las mediciones. Aplicar adecuadamente las frmulas para la obtencin de datos, tambin hacer uso de las teoras correctas. Res recomienda que para desarrollar los experimentos no tienen que estar vencidos. Se recomienda a que la prctica se debe desarrollar en un espacio ms amplio. Se recomienda a implementar con ms materiales el laboratorio No someter los resortes a un estiramiento forzoso. Realizar la prctica teniendo conocimiento del contenido de este, para hacerlo ms provechoso y dinmico.

CONCLUSIONES

Luego de la siguiente prctica se lleg a las siguientes conclusiones: Durante la prctica experimental se pudo apreciar la existencia de la primera condicin del equilibrio, con la suma de fuerzas igual a cero. Un cuerpo est en reposo (equilibrio Esttico) hasta que otro haga cambiar esta situacin. Se lleg a comprobar experimentalmente la Ley de Hooke. Se aprendi a representar grficamente la fuerza y desplazamiento, uno en funcin del otro, y hacer el ajuste de curvas por el mtodo de mnimo cuadrados, para representar los puntos tomados en el laboratorio. Con la grfica de la fuerza vs desplazamiento, se pudo obtener las constantes de elasticidad de los tres resortes Se puede experimentar la existencia de la Segunda condicin del equilibrio, con la suma de Momentos igual a cero. Todos los experimentos de la Segunda condicin de equilibrio se adecuan a la condicin M = 0. Los diferentes grupos tuvieron resultados muy diferentes ya sea por la diferencia del instrumento, asimismo los errores que se cometieron.

BIBLIOGRAFA

JORGE MENDOZA FsicaEdit. Mantaro.Per, 1985.SQUIRES, G. Fsica prctica Edit. Mc. Graw-Hill Espaa, 1990 FLIX AUCALLANCHI V.Fsica I Edit. Racso 1991. GIANBERNARDINO V. Teora de errores Edit Reverte, Espaa. HIBBELER R. C.Ingeniera Mecnica Edit Prentice Hall, Traducido en Mxico 1995.