Este documento presenta los objetivos, materiales, procedimiento y análisis de un experimento sobre las condiciones de equilibrio. El experimento involucra armar un sistema con masas y cuerdas colgantes para luego medir ángulos y fuerzas y aplicar la primera condición de equilibrio para calcular pesos de manera analítica, gráfica y experimental. Los resultados muestran errores porcentuales pequeños entre los diferentes métodos.

1. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
FACULTAD DE ARQUITECTURAE INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE
PROGRAMAPROFESIONAL DE INGENIERÍACIVIL
FISICA I
DOCENTE
ING. FLORES TAPIA, JOHN ALEXANDER
TEMA
CONDICIONES DE EQUILIBRIO I
ALUMNO
MAMANI AYQUE, JOHN HOWER
AREQUIPA, 09 DE SEPTIEMBRE DEL 2014

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María
OBJETIVOS
Objetivos Generales
- Verificar experimentalmente las fuerzas concurrentes.
- Analizar la primera condición de equilibrio.
Objetivos Específicos
- Reconocer la incertidumbre del dinamómetro y el transportador;
para luego determinar los pesos y ángulos del sistema en
equilibrio.
- Lograr Armar el equipo con los materiales de acuerdo al esquema
mostrado en la guía de práctica.
- Realizar el diagrama de cuerpo libre con los valores
experimentales obtenidos.
- Aplicar la primera condición de equilibrio para calcular los
pesos del sistema.
- Calcular los pesos mediante un método gráfico.
- Comparar y hallar el valor porcentual de los resultados
experimentales con los resultados analíticos y resultados gráficos.
MATERIALES
- Dos soportes universales.
- Una barra de hierro.
- Dos poleas.
- Cuatro dados de sujeción.
- Portamasas de 50gr.
- Cuatro masas de 50gr.
- Un dinamómetro.
- Cuerda.
- Transportador.
- Regla graduada.

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Explore el dinamómetro y el transportador. Reconozca la
incertidumbre en la medición hecha por cada uno de estos
instrumentos:
Incertidumbre en las medidas del dinamómetro:
𝛿 𝐹 = 0.1
Incertidumbre en las medidas del dinamómetro:
𝛿 𝜙 = 0.1
2. Arme el equipo como se muestra en el esquema, de tal forma que
se establezca el equilibrio del sistema.
3. Mida la tensión T del dinamómetro y los ángulos 𝛼, 𝛽 𝑦 𝜃. Anote
sus datos en la Tabla 1.
Tabla 1
T(N)
Ángulos
Α β θ
2.1 103° 136° 121°
4. Mida con el dinamómetro los pesos 𝑤1 𝑦 𝑤2 de los bloques colgantes.
Estos pesos serán llamados valores experimentales.
𝑤1𝑒𝑥𝑝 = ( 1.5 ± 0.1 ) N
𝑤2𝑒𝑥𝑝 = ( 1.8 ± 0.1 ) N

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ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES
1. Dibuje el diagrama de cuerpo libre del punto que une a las
cuerdas del sistema señalando la ubicación de las fuerzas T,
𝑤1 𝑦 𝑤2. Ubicando también los ángulos 𝛼, 𝛽 𝑦 𝜃 .
2. Con los Valores de la T y de los ángulos 𝛼, 𝛽 𝑦 𝜃 calcule los pesos,
𝑤1 𝑦 𝑤2 aplicando la primera condición de equilibrio. (Los
resultados de 𝑤1 𝑦 𝑤2 serán llamados valores analíticos)

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2.1 = 𝑊1 𝑆𝑒𝑛 (46°) + 𝑊2 𝑆𝑒𝑛(31°)
2.1 = 𝑊1
(0.72) + 𝑊2(0.52)
2.1 = 86𝑘 (0.72) + 69𝑘(0.52)
2.1 = 61.92𝑘 + 35.88𝑘
𝑘 =
2.1
97.8
𝑘 = 0.021
𝑊1 𝐶𝑜𝑠 (46°) = 𝑊2 𝐶𝑜𝑠(31°)
𝑊1
(0.69) = 𝑊2
(0.86)
𝑊1
𝑊2
=
0.86𝑘
0.69𝑘
𝑾 𝟏 𝒂𝒏𝒂 = 𝟏. 𝟒𝟓 N y 𝑾 𝟐 𝒂𝒏𝒂 = 𝟏. 𝟖𝟏
N
3. Con los valores de la tensión T y de los ángulos 𝛼, 𝛽 𝑦 𝜃 calcule los
pesos 𝑤1 𝑦 𝑤2 usando un método gráfico, con una escala
apropiada, transportador y regla. (Los resultados de 𝑤1 𝑦 𝑤2 serán
llamados valores gráficos).

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𝑾 𝟏𝒈𝒓𝒂𝒇 = 𝟏. 𝟒𝟔 N y 𝑾 𝟐 𝒈𝒓𝒂𝒇 = 𝟏. 𝟕𝟗 N
COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS
1. Compare los resultados experimentales con los resultados
analíticos y halle el error porcentual entre ambos.
𝑒(%) =
𝑊1𝑎𝑛𝑎 − 𝑊1𝑒𝑥𝑝
𝑊1𝑒𝑥𝑝
𝑥100
𝑒(%) =
1.5 − 1.45
1.5
𝑥100
𝑒(%) = 3.33%
𝑒(%) =
𝑊2𝑎𝑛𝑎 − 𝑊2𝑒𝑥𝑝
𝑊2𝑒𝑥𝑝
𝑥100
𝑒(%) =
1.81 − 1.8
1.8
𝑥100
𝑒(%) = 0.56%
2. Compare los resultados experimentales con los resultados gráficos
y halle el error porcentual entre ambos.
𝑒(%) =
𝑊1𝑔𝑟𝑎𝑓 − 𝑊1𝑒𝑥𝑝
𝑊1𝑒𝑥𝑝
𝑥100
𝑒(%) =
1.5 − 1.46
1.5
𝑥100
𝑒(%) = 2.67%
𝑒(%) =
𝑊2𝑔𝑟𝑎𝑓 − 𝑊2𝑒𝑥𝑝
𝑊2𝑒𝑥𝑝
𝑥100
𝑒(%) =
1.8 − 1.79
1.8
𝑥100
𝑒(%) = 0.56%
4. Con los valores de la tensión T y de los ángulos 𝛼, 𝛽 𝑦 𝜃 calcule los
pesos 𝑤1 𝑦 𝑤2 usando un método gráfico, con una escala
apropiada, transportador y regla. (Los resultados de 𝑤1 𝑦 𝑤2 serán
llamados valores gráficos).

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𝑾 𝟏𝒈𝒓𝒂𝒇 = 𝟏. 𝟒𝟔 N y 𝑾 𝟐 𝒈𝒓𝒂𝒇 = 𝟏. 𝟕𝟗 N
CONCLUSIONES
- Logramos armar un sistema en equilibrio donde
-
CUESTIONARIO FINAL
1. Explique ¿Cuándo la tensión que marca el dinamómetro será
mínima?
Cuando los ángulos 𝛽 𝑦 𝜃 mostrado en el esquema de la guía se
aproximan a 90°. Al momento de descomponer los pesos en sus
componentes verticales, la suma de estos nos da la tensión del
dinamómetro.
2. Si aumentamos la longitud de las cuerdas, ¿Variarían los
resultados obtenidos en el experimento? Justifique.
No, ya que los únicos datos que se necesitan son los ángulos y los pesos,
y si aumentamos la longitud de las cuerdas no varía el peso.
3. Señale la utilidad de esta práctica para su carrera profesional.
Realizar esta práctica nos ayudó a entender mejor, un sistema en
equilibrio; en nuestra carrera empleamos la primera condición de
equilibrio en cálculos estructurales como armaduras de acero, para ello
es muy útil haber entendido esta condición de equilibrio.

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BIBLIOGRAFÍA