PRÁCTICA No. 6
MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
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LABORATORIO DE: FUNDAMENTOS DE MECÁNICA.
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MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
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MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
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OBJETIVO:
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PRÁCTICA No. 6
MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
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MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
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PRÁCTICA No. 6
MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO
LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 6
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TABLAS DE LECTURAS:
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Practica no 6 ESTATICA: momento con respecto a un punto.

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Practica no 6 ESTATICA: momento con respecto a un punto.

  1. 1. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 1 LABORATORIO DE: FUNDAMENTOS DE MECÁNICA. TEMA: CONCEPTOS BASICOS DE ESTÁTICA. SUBTEMA: DESCRIPCION DE DIVERSOS TIPOS DE FUERZAS Y DE LOS EFECTOS PRODUCIDOS POR ELLAS. PERSONAL: PROFESORES DE LA ASIGNATURA O PERSONAL DOCENTE CAPACITADO PARA IMPARTIR EL LABORATORIO. LUGAR: LABORATORIO DE MECÁNICA. Normas de seguridad • Trabajar dentro de la línea de seguridad • No comer alimentos dentro del laboratorio • Manejar con precaución el equipo para evitar accidentes Equipo de seguridad •Bata de laboratorio
  2. 2. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 2 ACTIVIDAD DEL ALUMNO Previamente a la realización de esta práctica se deberá entregar totalmente resuelto el siguiente cuestionario, aplicando los conceptos teóricos expuestos en clase. 1. Hacer un resumen de dos cuartillas de la siguiente dirección electrónica http://www.youtube.com/watch?v=Siroe8Z0kRs&feature=BFa&list=PL08BBEE 35C013837A (clase 6, producto cruz entre vectores). 2. Resolver el problema propuesto en ls siguiente dirección electrónica http://www.youtube.com/watch?v=lOnJWRId238&list=PL08BBEE35C013837A &index=15 (clase 15: Problema 9, Producto cruz). 3. ¿Qué es un cuerpo rígido? 4. ¿Existe en la práctica el cuerpo rígido? Justifique su respuesta. 5. En la práctica de laboratorio ¿Dónde se encuentra el cuerpo que suponemos rígido? 6. Explique la regla de la mano derecha del producto cruz. 7. ¿Por qué es necesario que se respete el orden de la formula M=rxF, que pasa si pongo M=Fxr? 8. ¿Qué diferencia y semejanza existen entre estos conceptos: a) Momento de una fuerza respecto a un punto. b) Momento de una fuerza respecto a un eje. 9. ¿Qué es un par y como se relaciona con el concepto de momento? 10.Describa un sistema fuerza-par. 11.¿En qué momento, un sistema al aplicarle una fuerza, posee velocidad angular?
  3. 3. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 3 OBJETIVO: El alumno: a) Determinara experimentalmente el efecto del momento producido por una fuerza sobre un cuerpo. ACTIVIDADES: 1) Determinar el momento de una fuerza con respecto a un punto de referencia. SUSTANCIAS: 1 Tablero de pruebas. 1 Regla con soporte (EX5) 1 juego de pesas (D, E y F). ASPECTOS TEÓRICOS: En mecánica elemental se supone que la mayoría de los cuerpos son rígidos, siendo un cuerpo rígido aquel que no se deforma. Sin embargo, las estructuras y maquinas reales nunca son absolutamente rígidas sino que se deforman bajo las cargas a las que están sujetas, aunque las deformaciones que experimentan suelen ser pequeñas y no afectan de forma apreciable las condiciones de equilibrio o de movimiento de la estructura en consideración. Dos conceptos importantes asociados con el efecto de una fuerza sobre un cuerpo rígido son: a) Momento de una fuerza alrededor de un punto. b) Momento de una fuerza alrededor de un eje. Puesto que la determinación de estas cantidades requiere del cálculo de productos vectoriales y productos escalares de dos vectores, es necesario que se dé una explicación de estas herramientas matemáticas (pregunta 1 de actividad de alumno). Otro concepto introducido en este tema es el de par, es decir, la combinación de dos fuerzas que tienen la misma magnitud, líneas de acción paralelas y sentidos opuestos. Como se a analizado en cursos de estática, cualquier sistema de fuerzas que actúan sobre un cuerpo rígido puede sustituirse por un sistema equivalente que consista en una fuerza y un par asociados a un punto dado. A este sistema básico se le llama sistema fuerza-par.
  4. 4. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 4 El momento de una fuerza alrededor de un punto, tiene como objetivo conocer mejor el efecto de una fuerza sobre un cuerpo rígido, este efecto depende de su punto de aplicación. Condiciones de equilibrio La suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas aplicadas a un cuerpo con respecto a un eje cualquiera perpendicular al plano que las contiene debe ser cero. Ello equivale a decir que la suma de los momentos respecto a un eje cualquiera en el sentido de las agujas del reloj es igual a la suma de momentos en sentido contrario y respecto al mismo eje. Cuando se verifica esta condición, ningún momento o par aplicado al cuerpo estará desequilibrado y, por tanto, este no poseerá aceleración angular. Dicho en otras palabras, el sistema de momentos no modificación alguna en el movimiento angular o de rotación del cuerpo. Si inicialmente se encontraba en reposo, continuara indefinidamente en ese estado, y si inicialmente estaba en movimiento de rotación, seguirá con él y a la misma velocidad angular (movimiento de rotación uniforme). DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: ACTIVIDAD I: DETERMINAR EL MOMENTO DE UNA FUERZA CON RESPECTO A UN PUNTO DE REFERENCIA. 1) Se reconocerá cual es la regla EX5 (ver figura 1). 2) Se hará el arreglo de la regla EX5, fijándola con los tornillos al tablero de pruebas (ver figura 2). El sistema no deberá tener rozamiento en sus partes móviles. 3) Se colocaran un clip cada orificio que se encuentre en la parte inferior de la regla. 4) Se procede a colocar un gancho en los orificios más lejanos de la regla, esto es para poner ahí una pesa, se recomienda que sea del mismo peso para que el alumno identifique la tendencia al giro de cada pesa, esto se hará aplicando la regla de la mano derecha. 5) Se calcula el momento de cada fuerza a través de la siguiente fórmula: ( )( )OM F d sen Donde: OM = Momento aplicado con respecto al punto de referencia.
  5. 5. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 5 F = Fuerza aplicada por las pesas. d = Distancia que existe desde el punto de referencia hasta el punto donde se aplica la fuerza. sen = Angulo que se forma entre el vector de la fuerza y el vector de posición. Como en este caso sen =1, ya que  =90o , podemos usar la siguiente fórmula: ( )( )OM F d Figura 1 6) Una vez efectuado el paso anterior, se realizara la suma de momentos. Nota 1: en caso de haber elegido una polea, se deberá de tomar en cuenta el ángulo forma esta fuerza con la regla, para encontrar la fuerza que realmente se ejerce en ese punto. 7) Como el sistema se encuentra en equilibrio, se comprueba que la sumatoria de momentos en ambos lados debe ser igual, esto es: 1 1 1( )( )M F d y 2 2 2( )( )M F d entonces 1 2M M 8) Se determinara las fuerzas y distancias, a partir de la sumatoria de momentos para ir manteniendo el equilibrio del sistema. Esto es: 1 1 2 2( )( ) ( )( )F d F d por lo tanto 1 1 2 2 ( )( )F d d F  PUNTO DE REFERENCIA 1 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 6 cm 6 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 1 cm 34 cm EX5
  6. 6. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 6 En caso de ser la fuerza mi incógnita, 1 1 2 2 ( )( )F d F d  9) La primera prueba se hará con dos pesas iguales, esto es se hará igual a como está la figura 2. 10) La segunda prueba se cambiara el valor de la pesa y se determinara la distancia de manera teórica y se comprobara el equilibrio de manera práctica. 11)Ahora ponemos una distancia determinada y calculamos la fuerza que le corresponde para el equilibrio. Figura 2 Clips Ganchos Pesas de igual magnitud FUERZA 1 FUERZA 2 EX5
  7. 7. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 7 TABLAS DE LECTURAS: TABLA 6.1A. Prueba Fuerza 1 (gr) Fuerza 2 (gr) Distancia 1 (cm) Distancia 2 (cm) 1 2 3 4 5 6 7 MEMORIA DE CÁLCULOS: El alumno hará un desarrollo DETALLADO de acuerdo a lo que se pide en la tabla de resultados de forma limpia y ordenada. TABLAS DE RESULTADOS: TABLA 6.1B. Prueba Momento 1 (gr-cm) Momento 2 (gr-cm) 1 2 3 4 5 6 7
  8. 8. PRÁCTICA No. 6 MOMENTO CON RESPECTO A UN PUNTO LAB. FUNDAMENTOS DE MECANICA 8 CUESTIONARIO No. 6 1) ¿Podemos aplicar el concepto de momentos en los motores eléctricos? 2) En caso de que la respuesta anterior sea positiva, describa como se aplicaría el momento en un motor eléctrico. 3) ¿Qué relación existe entre la regla de la mano derecha y el concepto de momento? 4) ¿Existe alguna relación entre la regla de la mano derecha con el flujo de la corriente y el campo magnético? Justifique su respuesta. 5) Para que un sistema este en equilibrio ¿es necesario hacer la suma de momentos, o solo basta con hacer la suma de fuerzas? 6) De acuerdo a los resultados obtenidos. ¿Estaremos hablando de un sistema en equilibrio? Justifique su respuesta. 7) ¿Sería posible determinar la potencia de un motor con el dato del momento, que otro dato faltaría en caso de ser afirmativa su respuesta? 8) ¿Por qué es más recomendable realizar todos los cálculos de momentos a partir del producto cruz? 9) Investigar tres aplicaciones de momentos en el área de ingeniería eléctrica- electrónica. 10)Investigar tres aplicaciones de momentos en el área de ingeniería mecánica. BIBLIOGRAFÍA: El alumno deberá de incluir toda aquella fuente de información a la que haya recurrido.

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