Presentación de Estrategias de Enseñanza-Aprendizaje Virtual.pptx
Informe informatica
1. “INFORME TECNICO”
“INFORMATICA E INTERNET”
Mecánica de Producción
Turno: Noche Semestre: “I”
Docente: R. Romaña
Integrante:
Cuenta Mamani Ronald
Arequipa, julio del 2016
3. Página 1
INDICE
INTRODUCCION……………………………………………………………………. PAGINA 2
OBJETIVOS…………………………………………………………………………….PAGINA 2
Objetivo general………………………………………………………………....PAGINA 2
Objetivos específicos…………………………………………………………….PAGINA 2
MATERIALES…………………………………………………………………………..PAGINA 2
MARCO TEORICO…………………………………………………………………….PAGINA 4
Estática…………………………………………………………………………..PAGINA 4
Primera condición d equilibrio………………………………………………..….PAGINA 4
Fuerza …………………………………………………………………………....PAGINA 5
- Medición de fuerza………………………………………………………......PAGINA 5
- Diagrama de cuerpo libre…………………………………………………….PAGINA 6
- Teorema de Lamy……………………………………………………………PAGINA 6
PROCEDIMIENTO……………………………………………………………………..PAGINA 7
Verificación del sensor de fuerza ………………………………………………..PAGINA 7
- Resultados …………………………………………………………………..PAGINA 8
Acción y reacción…………………………………………………………………PAGINA 9
- Resultados……………………………………………………………………PAGINA 10
Paralelogramo de fuerzas concurrentes…………………………………………..PAGINA 11
- Resultados……………………………………………………………………PAGINA 13
Diagrama de cuerpo libre de las tres experiencias ……………………………….PAGINA14
CUESTIONAARIO………………………………………………………………………PAGINA 20
APLICACIÓN…………………………………………………………………………..PAGINA 24
OBSERVACION……………………………………………………………………….PAGINA 25
CONCLUSIONES………………………………………………………………………..PAGINA 26
BIBLIOGRAFIA (formato APA)………………………………………………………PAGINA 26
4. Página 2
PRACTICA DE LABORATORIO N°1
“PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO”
INTRODUCCION
La Estática es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas, sobre un cuerpo en reposo.
En este laboratorio se verificará teóricamente y experimentalmente los datos obtenidos, para que así podamos
observar como es la primera ley de newton y la tercera ley de newton y así hagamos cada paso que nos piden en
la guía. Este laboratorio más que todo nos ayudara a despejar todas nuestras dudas ya que es la primera vez que
hacemos este tema en laboratorio
OBJETIVOS
Objetivo general
Comprobar experimentalmente la primera condición de equilibrio, para fuerzas coplanares y
concurrentes.
Objetivos Específicos
Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los procedimientos teóricos
dados en clase y establecer las diferencias de forma porcentual.
Determinar relaciones matemáticas entre las variables físicas que interviene en elexperimento.
Con los siguientes experimentos aprenderemos a calcular las tensiones en las cuerdas que sostienen a
algún objeto
Lograremos comprender la lógica de la primera condición de equilibro experimentando con objetos
reales.
MATEREIALES
Computadora personal con programa PASCO
Capstone TM instalad
Interface 850 universal Interface
5. Página 3
Sensor de fuerza (2) Pesas
Varillas Base de Soporte
Transportador
Nuez Nobles
6. Página 4
MARCO TEORICO
I. ESTATICA
La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el
equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las
posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo. La primera ley de Newton implica que la
red de la fuerza y el par neto (también conocido como momento de fuerza) de cada organismo en el
sistema es igual a cero. De esta limitación pueden derivarse cantidades como la carga o la presión. La red
de fuerzas de igual a cero se conoce como la primera condición de equilibrio, y el par neto igual a cero se
conoce como la segunda condición de equilibrio.
II. PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO
La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento
si se le aplica una fuerza. Newton expone que:
“Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea
obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él”
Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en
movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya resultante no sea
nula. Newton toma en consideración, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a
fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores
que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos
una fuerza, pero nunca entendiendo como tal a la fricción
En consecuencia, un cuerpo que se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna
fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se
aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si
esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
Cuerda
Balanza
7. Página 5
Newton descubrió la ley de la inercia, la tendencia de un objeto en movimiento a continuar moviéndose en una
línea recta, a menos que sufra la influencia de algo que le desvíe de su camino. Newton supuso que si la Luna no
salía disparada en línea recta, según una línea tangencial a su órbita, se debía a la presencia de otra fuerza que la
empujaba en dirección a la Tierra, y que desviaba constantemente su camino convirtiéndolo en un círculo.
Newton llamó a esta fuerza gravedad y creyó que actuaba a distancia. No hay nada que conecte físicamente la
Tierra y la Luna y sin embargo la Tierra está constantemente tirando de la Luna hacia nosotros. Newton se sirvió
de la tercera ley de Kepler y dedujo matemáticamente la naturaleza de la fuerza de la gravedad. Demostró que la
misma fuerza que hacía caer una manzana sobre la Tierra mantenía a la Luna en su órbita.
1.1 FUERZA
El concepto de fuerza se relaciona frecuentemente con esfuerzo muscular, empuje, tracción, etc. Para mover
una mesa debemos empujarla haciendo un esfuerzo muscular, aplicado a un punto de la mesa. Además la
mesa la empujamos en determinado sentido. Recordemos que las magnitudes que se definen con módulo,
dirección y sentido se llaman vectoriales y las magnitudes que se definen con su número y su unidad se
llaman escalares. Otras fuerzas que podemos mencionar son: tensión, fuerza de rozamiento, peso y normal.
Las fuerzas que son ejercidas mediante cuerda se les denomina tensiones. A la fuerza que ejerce la Tierra
sobre los objetos sobre su superficie (por la atracción gravitacional) se le denomina peso y está verticalmente
dirigida hacia abajo y tiene un módulo W = m g, siendo m la masa de cuerpo y g el módulo de la
aceleración de la gravedad.
8. Página 6
1.2 MEDICIÓN DE LA FUERZA.
¿Qué haría usted si le solicitaran su colaboración para mover un equipo pesado de un nivel de instalación
industrial a otro?
Seguramente iniciaría su investigación preguntándose: ¿Cuán pesado es? Además observará el lugar donde
se encuentra el equipo y donde debe quedar instalado. Luego propondrá algunas soluciones de cómo y con
que hacerlo.
Aquí estudiaremos un sistema a escala diseñados se tendrá una masa suspendida sostenida por dos cuerdas
formando un ángulo, estas cuerdas son conectadas a un sensor de fuerza. Para esto debemos tener claro el
concepto de fuerza, unidades y representación gráfica de un vector. Para lograr el equilibrio de fuerzas de
traslación se debe cumplir la primera condición de equilibrio, como veremos másadelante.
A) Diagrama de Cuerpo Libre D.C.L.
Hacer un D.C.L. de un cuerpo es representar gráficamente las fuerzas que actúan sobre él.
Procedemos de la siguiente manera:
Se aísla el cuerpo de todo sistema.
Se representa al peso del cuerpo mediante un vector dirigido siempre hacia el centro de la
Tierra (w).
Si existiese superficies en contacto, se representa la reacción mediante un vector perpendicular a
dichas superficies y empujando siempre al cuerpo (N o R).
Si hubiesen cables o cuerdas, se representa la tensión mediante un vector que está siempre
jalando al cuerpo, previo corte imaginario (T).
Si existiesen barras comprimidas, se representa a la compresión mediante un vector que está
siempre empujando al cuerpo, previo corte imaginario (C).
Si hubiese rozamiento se representa a la fuerza de roce mediante un vector tangente a las
superficies en contacto y oponiéndose al movimiento o posible movimiento.
B) Teorema de Lamy
Si un cuerpo está en equilibrio debido a la acción de tres fuerzas, éstas deberán ser:
Coplanares y concurrentes
Una de ellas será igual pero opuesta a la resultante de las otras dos.
El módulo de cada fuerza será directamente proporcional con el seno del ángulo que se opone
a su correspondiente dirección
F1
sen sen sen
F2 F3
9. Página 7
PROCEDIMIENTO
I. VERIFICACIÓN DEL SENSOR DE FUERZA (DINAMÓMETRO).
Ensamblar todas las piezas como se ve en la figura 1.
Figura 1: Primer montaje para la Verificación del dinamómetro
Ingrese al programa PASCO capstone, al ingresar al sistema lo recibirá la ventana de bienvenida
la siguiente.
Figura 2. Ventana de bienvenida de PASCO CapstoneTM
10. Página 8
Haga clic sobre el ícono CREAR EXPERIMENTO y seguidamente reconocerá los sensores
de fuerza previamente insertados a la interface 850 Universal Interface.
Haga clic en el icono CONFIGURACION y seleccione cambiar signo a una frecuencia de 50
Hz. Luego presione el icono del SENSOR DE FUERZA 1 luego seleccione numérico y
cambie a 2 cifras después de la coma decimal. Seguidamente arrastre el icono MEDIDOR
DIGITAL sobre cada uno de los dinamómetros. Usted vera aparecer una ventana como la
siguiente
Figura 3. Ventana de señal digital.
Al hacerle doble clic sobre el icono del sensor de fuerza y seleccionar el icono NUMÉRICO usted
podrá agregar la cantidad de cifras después del punto decimal. Trabaje con 2 cifras. Según
información proporcionada por el fabricante la mínima lectura que proporciona el equipo es de 0.03
N y la máxima 50 N. Una vez colocado de esta manera y sin ninguna fuerza adicional apriete el
botón Zero colocado sobre el mismo sensor.
Ahora determine el peso de una pesa, luego de dos, tres y cuatro pesas respectivamente. Anotando la
lectura del dinamómetro en la tabla 1.
RESULTADOS
TABLA 1
Cantidad
de pesas
1 2 3 4 5
Masa 0.03kg 0.049kg 0.06kg 0.07kg 0.1kg
Peso
(N)= mg
0.294N 0.480N 0.5886N 0.68N 1.981N
Lectura
P P
0.029N0.035N 0.047N0.0.35N 0.059N0.035N 0.0692N0.035 0.99N0.035N
Observación: Podemos tomar a P como el error instrumental del equipo que es la mínima lectura
que efectúa entre 2. Según información proporcionada por el fabricante laminita lectura del sensor
fuerza es de 0,03 N.
El valor de g=9.81m/s2
.
11. Página 9
II. ACCIÓN Y REACCIÓN
Haga clic sobre el icono CONFIGURACIÓN, seleccione la opción cambiar signo que
tiene para el sensor de fuerza 1 y la opción no cambiar si paragón el sensor de fuerza 2,
ambos a 50 Hz. Ambos deben tener 2 dígitos después de la coma decimal.
Arrastre el icono GRÁFICO sobre el sensor de fuerza 1. Usted verá aparecer la ventana de un
gráfico de fuerza en función del tiempo. Luego arrastre el icono GRAFICO 1 sobre el sensor
de fuerza 2. Así quedará un gráfico con dos ejes Y coordenados de fuerza (para cada sensor)
que comparten el eje X (tiempo)
Seguidamente mientras usted tira de los sensores de fuerza como se muestra en la figura 4,
otro compañero grabará los datos obtenidos.
Figura 4. Segundo montaje.
12. Página
10
Los cuales deben quedar similares a los obtenidos en la figura 5, observe que se encuentras
los datos de ambos dinamómetro
13. Página
10
Figura 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 2.
RESULTADOS
TABLA 2
F1 (N) 0,80 1,31 1,42
F2 (N) 0,79 1,31 0,76
FR (N) 0.882N 1.563N 1.292N
P /(N) 0.931N 1.436N 1.609N
1(°) 57° 55° 60°
2(°) 57° 55° 65°
% error 5.21% 1.31% 0.99%
18. Página
15
Ensamble las piezas tal como se observa en la figura 7, de tal manera que 1 = 2 = 15º.
Figura 7. Cuarto montaje
Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo el valor de la diagonal.
Anote los valores medidos en la tabla 3.
0º
Transportador
RESULTADOS.
24. Página
20
CUESTIONARIO
1. Con respecto al proceso Verificación del sensor de fuerza responda:
a) Defina el concepto de Fuerza e indique 5 unidades para esta magnitud.
Es una magnitud anomalía vectorial que mide la intensidad del intercambio de la hipotenusa
de momento lineal entre dos partículas exactas o sistemas.
N: Newton unidad
F: Fuerza en Planck
L: Libra unidad de fuerza
D: Unidad de medida
K: Kilopondio
b) Represente vectores en tres situaciones aplicadas a su especialidad.
Una persona que de 300N cuelga atada a otras dos cuerdas, como se observa en
la figura. Encuentre las tensiones en las cuerdas A, B Y C.
Al sumar las fuerzas a lo largo del eje X obtenemos:
Al simplificarse por sustitución de funciones trigonométricas conocidas tenemos
Obtenemos una segunda ecuación sumando las fuerzas a lo largo del eje Y,
por lo tanto tenemos:
S Fx = -A cos 60° + B cos 40° = 0
-0.5A + 0.7660B = 0 (1)
(Cos 30° + cos 50° )
25. Página
21
0.8660A + 0 .6427B = 300N (2)
En las ecuaciones 1 y 2 se resuelven como simultanea A y B mediante el
proceso de sustitución. Si despejamos A tenemos:
A = 0.7660 / 0.5
Ahora vamos a sustituir esta igualdad en la ecuación
2 0.8660(1.532B) + 0.6427B = 300N
Para B tenemos:
1.3267B + 0.6427B = 300N
1.9694B = 300N
B= 300N / 1.9694
Para calcular la tensión en A sustituimos B = 152.33 N
A = 1.532(152.33N) = 233.3N
La tensión en la cuerda C es 300N, puesto que debe ser igual al peso.
Para trasladar una maquinaria de 100N suspendida por una cuerda A es tirada hacia
un lado en forma horizontal mediante otra cuerda B y sostenida de tal manera que la
cuerda A forma un ángulo de 30° con el poste vertical ¿ encuentre las tensiones en las
cuerdas A y B
SFx = B – A cos 60° = 0
B= 152.33N
A = 1.532B
26. Página
22
B = A cos 60° = 0.5 A (1)
* Ahora al sumar las componentes en Y:
S Fy = A sen 60° - 100N = 0
Por lo que: A sen 60° = 100N
* Ahora se despejan las fuerzas desconocidas:
(sen 60° = .8660).8660 A = 100N
A = 100N / .8660 = 115N
* Conocemos el valor de A, ahora despejamos B de la ecuación 1:
c) Mencione 5 magnitudes físicas vectoriales relacionadas a su especialidad.
Las magnitudes vectoriales son aquellas que no se quedan determinadas tan solo al
conocer su unidad y su medida ya que es más preciso conocer su dirección y sentido.
Distancia
Flujo magnético
Aceleración
Presión
Fuerza
2. Con respecto al proceso acción y reacción responda:
Todo cuerpo A que ejerce una fuerza sobre un cuerpo B experimenta una fuerza de igual
intensidad en la misma dirección, pero en sentido opuesto”
a) Cuáles son los máximos y mínimos valores obtenidos? Calcule el porcentaje de error de los
valores obtenidos.
La palabra lo dice, es la acción que hace un cuerpo u objeto, por decir cuando empujas un
auto, la acción es que lo estás empujando.
b) Realice 5 representaciones del Principio de Acción y Reacción.
Un auto que va a 100 km por hora, frena, pero los pasajeros tienden a irse adelante.
Una escalera que va sobre un coche si el coche frena la escalera seguirá en su
velocidad por lo tanto la escalera saldría volando.
B= 0.5 A = (0.5)(115N) = 57.5N
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Un escalador de montaña ejerce una fuerza de acción en las grietas y salientes; esas
fuerzas producen fuerzas de reacción en el escalador, lo Que le permite subir por los
muros de la montaña.
Un tráiler que choca de frente contra una motocicleta recibe la misma cantidad de
energía que la que recibe la motocicleta.
Un ladrillo esta en equilibrio no se cae ni para arriba ni para abajo la fuerza peso que
tira el ladrillo hacia abajo tiene que ser compensada por la fuerza que ejerce elpiso.
c) Cuál Ley de Newton se relaciona la experiencia? Justifique su respuesta.
Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando la fuerza
resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula
( M.R.U.=velocidad)
3. Con respecto al proceso paralelogramo de fuerzas concurrentes responda:
Se llama asi al proceso o mecanismo para obtener la resultante entre 2 o mas fuerzas aplicadas
a un cuerpo de modo que tengan un punto en común. Forman un sistema de 2 fuerzas
concurrentes, en un sistema de Fuerzas Concurrentes pueden ofrecer 2 circunstancias
a) Compara la fuerza resultante con la fuerza originada por las pesas P. ¿Qué puede
concluir? Efectúe los cálculos necesarios.
Según la experiencia del laboratorio tomando los datos de la tabla 2:
FR (N) 0.865N 1.548N 1.252N
P /(N) 0.981N 1.5696N 1.559N
Podemos decir que las fuerzas no tienen mucha diferencia con lo del teórico y experimental
b) Explique ¿por qué los vectores son concurrentes en esta experiencia?
Dos o más vectores son concurrentes cuando sus rectas de acción cortan en el
mismo punto.Son concurrentes porque en la mayoría de experiencias que tuvimos
las rectas cortaban en el mismo punto.
c) ¿Qué significa equilibrio? Y qué tipo de equilibrio es el que se tiene en la experiencia.
Estado de inmovilidad de un cuerpo sometido a dos o más fuerzas de la misma
intensidad que actúan en sentido opuesto, por lo que se contrarrestan o anulan.
"los platillos de la balanza están en equilibrio; el estudio de los principios de la
estática conduce a conocer bajo qué condiciones un cuerpo permanece en estado de
equilibrio, y los diferentes tipos de equilibrio que existen"
d) Significa entonces que un cuerpo en equilibrio está necesariamente en reposo. ¿Por qué?
Un objeto se encuentra en reposo respecto al marco de referencia en el que se
encuentra el objeto y el observador, si el objeto no se desplaza y no gira.
28. Página
24
APLICACIÓN USANDO MATLA
Los problemas a continuación se desarrollarán de forma analítica y en Matlab en donde se presentará el código
en el informe.
Problema 01. Determine la magnitud y la dirección, medida ésta en sentido contrario al de las manecillas
del reloj desde el eje x positivo, de la fuerza resultante de las tres
fuerzas que actúan sobre el anillo A. Considere F1= 500 N Y θ = 20°.
- SOLUCIÓN:
HALLAR
Magnitud de la fuera resultante.
Dirección de la fuerza resultante medido
desde el eje X positivo en sentido anti horario.
DATOS
F1 = 500N
ᶿ = 200
GRAFIQUEMOS la fuerza de la
siguiente manera. Definamos:
Ḟ1 tal que
F1 =
500N Ḟ2
tal que F2
= 600N
Ḟ3 tal que
F3 =
400N
Hallando la magnitud de la fuerza resultante (usando
notación vectorial) Ḟ1 = F1 Sen200
i+ F1 Cos200
j
Ḟ2 =-Ḟ2 Cos i + Sen j
Ḟ3 = F3 Cos300
i + F3 Sen300
j
Sea la fuerza
resultante ḞR ḞR
= Ḟ1 + Ḟ2 + Ḟ3
ḞR = (F1 Cos200
– F2 Cos + F3 Cos300
) i + (F1 Cos200
+ F2 Sen300
) j
29. Página
25
2 2 1/2
ḞR = (500 Sen20°
– 600N (4/3) + 400NCos30°
) i + (500Cos20°
+600N (3/5)+400N
Sen300
) j ḞR = 37.4N i + 1029 j
FR = (FRX + FRY )
FR = [(37.4N)2
+ (1029)2
]1/2
FR = 1.03kN
Hallando l dirección de la fuerza
resultante. La dirección es:
ᶿ= arc tan (FRX/FRY)
ᶿ= arc tan (1029/37.4)
Problema 02. El mástil está sometido a las tres fuerzas mostradas. Determine los ángulos coordenados de
dirección α1, β1, γ1 de F1 de manera que la fuerza resultante que actúa sobre el mástil sea cero.
F3 = 300 N
x
F2 = 200 N
F1 = 500N F2 = 200N F3 = 300N
Del gráfico
Ḟ1= F1 Cos1 i + F1 Cosẞ1 j+ 500NCos y1
k Ḟ1=500NCos1 i + F1 Cosẞ1 j+
500NCos y1 k Ḟ2= 0 i + 0 j – 200N k
Ḟ3= 0 i 300N j + 0 k
La resultante será ḞR = Ḟ1 + Ḟ2 + Ḟ3
ḞR = 500N Cos1 i + (500NCos ẞ1 –
300N) j + (500NCos y1 200N) k
Por dato ḞR = 0 i + 0 j + 0 k
ᶿ=87.9°
z
30. Página
26
500N Cos1 = 0 1 = 90°
500 Cos ẞ1 – 300N = 0 ẞ1 = 53.1°
500 CosY1 – 200N = 0 Y1 = 66.4°
1, ẞ1, Y1, son los cosenos directos del vector Ḟ1
OBSERVACIONES
Es muy importante recordar que no se debe confundir el peso de un objeto con el volumen de
masa. El peo cabe mencionar es la masa por la aceleración de la gravedad.
Los temas q realizamos en laboratorio nos ayudó en el momento de poder realizar teoría y
desarrollar los ejercicios con facilidad.
La caída libre de un cuerpo es siempre hacia el centro de la tierra por efecto de la gravedad que en
algunos casos se conoce como aceleración.
Con el transportador sacamos valores aproximados ya que no teníamos una base fija, ya que lo
hicimos en el aire.
CONCLUSIONES
La estática es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas, sobre un cuerpo en
reposo.
Si no se toman datos exactos ni precisos no se pueden obtener el resultado exacto.
Aprendimos la segunda ley de equilibrio.
Experimentamos la tercera ley de newton.
Cuando la pesa está en el medio de la cuerda, los ángulos son iguales.
BIBLIOGRAFIA
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academia internet Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=7g33rfc1u9Y
runiños. (15 de agosto 2013). PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO , TEOREMA DE
LAMY , TRIANGULO DE FUERZAS. 2016, de youtube Sitio web:
https://www.youtube.com/watch?v=7g33rfc1u9Y
IngenieriaReal.com,(Julio,2014).Tipos de tractores, su uso y funcionamiento. Disponible en
http://ingenieriareal.com/tipos-de-tractores-su-uso-y-funcionamiento/ Obtenido en Marzo,2016.
INGENIERIA, C.(Diciembre,2013).MOVIMIENTOS DE TIERRAS. Disponible en
https://vagosdeunisucre.files.wordpress.com/2013/12/2-9-compactacion.pdf Obtenido en
Marzo,2016.