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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
AGROINDUSTRIAL
EQUILIBRIO DE FUERZAS
 CURSO: física
 ALUMNO: Cristian Oscco Abarca
 DOCENTE: Odilón Correa Cuba
 CICLO: III
ANDAHUAYLAS, APURÍMAC – PERÚ
2019
Objetivos:
 Estudiar suman fuerzas en diferentes líneas de acción.
 Estudiar Primera Ley de Newton.
 verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los
procedimientos teóricos dados en clase.
Fundamento teórico:
Fuerza
La fuerza es una magnitud vectorial que representa toda causa capaz de modificar el
estado de movimiento o de reposo de un cuerpo o de producir una deformación en él. Su
unidad en el Sistema Internacional es el Newton (N). Un Newton es la fuerza que al
aplicarse sobre una masade 1 Kg le provoca una aceleración de 1 m/s2
(Bueche &Hetcht,
2007).
Una mejor definición es que una fuerza es una interacción entre dos cuerpos o entre
un cuerpo y su ambiente, es la causa de por qué siempre nos referimos a la fuerza
que un cuerpo ejerce sobre un segundo cuerpo, la fuerza es una medida
cuantitativa de la interacción de dos cuerpos (Bauer & Westfall, 2011).
∑ 𝐅⃗𝐢
𝐧
𝟏=𝟏
= 𝐅𝟏
⃗⃗⃗⃗+ 𝐅𝟐
⃗⃗⃗⃗… . . 𝐅𝐧
⃗⃗⃗⃗⃗
específicamente para los ejes X e Y.
∑ 𝑭⃗⃗⃗ 𝒊𝒙
𝒏
𝒊=𝟏
= 𝑹 𝒙 ∑ 𝑭⃗⃗⃗𝒊𝒚
𝒏
𝒊=𝟏
= 𝑹 𝒚
Primera Ley de Newton
Si la suma de las interacciones del resto del Universo sobre una partícula es nula;
o bien por encontrarse lo suficientemente lejos de las demás su influencia es
«despreciable», en tales casos decimos que está en equilibrio respecto de un
observador inercial, y cuando esto ocurre, se encuentra en reposo o en movimiento
rectilíneo y uniforme (sin aceleración). Al estudio de este caso lo llamamos en Física
estática de la partícula (Bauer & Westfall, 2011).
cumpliéndose la condición:
∑𝑭 = 𝟎
Equipos y materiales:
 varillas soporte de 75cm.
 varillas soporte de 10cm.
 nueces dobles
 sensores de fuerza
 interfaz inalámbrico de adquisición de datos
 Conjunto de masas
 hilo de 1m
 Un transportador de 360
Procedimiento:
 Fijamos las varillas verticales con los soportes, orientadas hacia usted, en
las mismas coloque las nueces para fijar los sensores de fuerzas.
 Los sensores conectamos al interfaz inalámbrico de adquisición de datos
luego calibre, a través de los ganchos une con el hilo conector.
 Cuélganos en ese momento en el hilo cierta masa, desplazando
verticalmente una de las nueces, registre la masa, ángulo con respecto a la
horizontal y las fuerzas registradas a través del sensor.
 Agregamos diferentes cantidades de más y repetimos el mismo
procedimiento hasta completar la Tabla
Datos experimentales:
DATO N° 1 DATO N° 2 DATO N° 3 DATO N° 4 DATO N° 5
M(kg) 0.050 0.100 0.200 0.500 0.010
F1(N) 0.4 0.7 1.5 2.5 0.3
F2(N) 0.2 0.5 1 3.2 0.1
Θ1 50 55 61 56 31
Θ2 50 55 45 67 38
Los datos obtenidos de la practica estan convertidos en caso de las masa de g a kg con la cual se
trabajara en
Análisis de datos experimentales:
 Haga el diagrama de fuerzaspara 2.1
Este diagrama va por igual para todos los datos ya que es
generalizado en el análisis de datos y demostrarsi esta en las
condiciones de equilibrio esperadospormedio de fórmulas que están
relacionadas con la primera ley de newton.
m
W= m*g
T1 T2
T3
Sen(θ2)
Sen(θ1)
Cos(θ1) Cos(θ2)
θ1 Θ2
 Formule las ecuaciones de equilibrio para cada uno de los
datos
∑ 𝑭 𝒙 = 𝑭 𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽 − 𝑭 𝟏 𝐜𝐨𝐬 𝜽 = 𝟎
∑ 𝑭 𝒀 = 𝑭 𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝜽 + 𝑭 𝟏 𝐬𝐢𝐧 𝜽 − 𝒎𝒈 = 𝟎
Dato N° 1
∑x= (0,4) (cos 55°) -(0,2) (cos 50°) =0,1N
∑y= (0.05) (9,8) -(0,2) (sen 50) -(0,4) (sen50°) =0.05N
|𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + ( 𝟎. 𝟎𝟓) 𝟐 = 𝟎. 𝟏 ≈ 𝟎
Dato N° 2
∑x= (0.7) (cos 55°) -(0,5) (cos 55.5°) =0,1N
∑y= (0.100) (9,8) -(0.5) (sen 55.5°) -(0.7) (sen55°) =0.1N
|𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + ( 𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟒 ≈ 𝟎
Dato N° 3
∑x= (1.5) (cos 61°) -(1) (cos 45°) =0,02N
∑y= (0,2) (9,8) -(1) (sen 45°) -(1.5) (sen61°) =-0.05N
|𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟎𝟐) 𝟐 + (−𝟎. 𝟎𝟓) 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟓 ≈ 𝟎
Dato N° 4
∑x= (2.5) (cos 56°) -(3.2) (cos 67°) =0,1N
∑y= (0.5011) (9,8) -(3.2) (sen 67°) -(2.5) (sen56°) =-0.1N
|𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + (−𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟒 ≈ 𝟎
Dato N° 5
∑x= (0,3) (cos31°) -(0,1) (cos 38°) =0,2N
∑y= (0,1) (sen 38°) -(0,3) (sen 31°) -(0.01) (9,8) =-0.1N
|𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟎𝟐) 𝟐 + (−𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟎 ≈ 𝟎
Todos los resultados obtenidos están basados en base a las condiciones de
equilibrio y demostrados mediante procedimientos con el fin de encontrar el
equilibrio en las fuerzas presentes en el objeto realizado, además se toma en
cuenta la primera ley de newton que es “la ley de inercia”. También se toma en
cuenta el margen de error o el nivel de aceptación de nuestros resultados al 1%.
Preguntas decontrol:
 Supongamos que el lector conduce una moto clásica. ¿Por qué debe
evitar pisar fuertemente el freno cuando desea detener en la distancia
más corta posible?
La capacidad de freno de un auto depende del coeficiente de rozamiento entre los
neumáticos y el piso. Se sabe que hay dos valores de coeficientes de rozamiento:
estático y dinámico, siendo el estático mayor que el dinámico.
Si las ruedas no se bloquean al frenar no hay deslizamiento relativo con el suelo y
corresponde aplicar coeficiente estático. En caso contrario corresponde aplicar
coeficiente dinámico
La distancia de frenado es d = Vo² / (2 u g)
Siendo u estático, d es menor. Si las ruedas no se bloquean frenamos en menor
distancia. Los autos modernos tienen el llamada sistema ABS, que impide el
bloqueo de las ruedas al frenar.
 ¿Hacia la carretera hay un flujo de masas de rocas que cualquier
momento bloquearían, como medida preventiva que fuerza debe tener
el soporte para mantener en equilibrio?
Para tener una medida preventiva debe tener una fuerza en contra para
que el equilibrio en que se cruzan las curvas, quedebe coincidir con el de
punto de equilibrio, es decir debe ser soportado por otra fuerza contraria
para poder contrarrestar las fuerzas dedesplazamiento para poder así
poder obtener un equilibrio de fuerzas.
 ¿En el experimento porque no se usó el dinamómetro para medición de
la fuerza?
A través de presión opcional puede convertir el dinamómetro de tracción en un
dinamómetro de compresión. Además del dinamómetro mecánico, disponemos
también de modelos digitales. Estos disponen de una interfaz de datos, y algunos
modelos de un software para transferencia de datos al PC. Para demostraciones,
los modelos mecánicos son ideal. Los modelos de más rango disponen de un
indicador de arrastre y un asa. Los modelos digitales su usan sobre todo en la
investigación y desarrollo, además de que podría ocurrir que pudiera repetir los
datos lo cual no son favorables para demostrar la primera condición de equilibrio.
Conclusiones:
 Se logro estudiar la suma de fuerzas en diferentes líneas de acción mediante
procedimientos muy sencillos en la cuales hacemos la aplicación de
condiciones en las que las fuerzas están siendo aplicadas.
 También se logró aplicar los principios de la primera ley de newton aplicadas
en clase teórica mediante análisis de datos experimentales.
 En conclusión, logramos aplicar ampliamente los principios de equilibrio en
las fuerzas que se aplica sobre objetos que aparentemente están inertes,
por el cual damos a conocer la ley de la inercia de cuerpos.
BIBLIOGRAFÍA
 Bueche, Frederick J. and Eugene Hecht. n.d. Fisica I, Décima Edición.
 Wolfgang Bauer & Gary d. westfall; fisica para ingenieria y ciencias; volumen
1;2011; mcgraw-hill companies; impreso en china
 Física: Para Ciencias e Ingeniería / Raymond A. Serway, Robert J.
Brechner. - 5. ed.
 SANTILLANA, La Enciclopedia del Estudiante-Física y Química Tomo VII-
Impreso por Santilla en Buenos Aires-Argentina – Primera Edición 2006
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Lab 03 cristian_ oscco_fisica

  • 1. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL EQUILIBRIO DE FUERZAS  CURSO: física  ALUMNO: Cristian Oscco Abarca  DOCENTE: Odilón Correa Cuba  CICLO: III ANDAHUAYLAS, APURÍMAC – PERÚ 2019
  • 2. Objetivos:  Estudiar suman fuerzas en diferentes líneas de acción.  Estudiar Primera Ley de Newton.  verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los procedimientos teóricos dados en clase. Fundamento teórico: Fuerza La fuerza es una magnitud vectorial que representa toda causa capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo o de producir una deformación en él. Su unidad en el Sistema Internacional es el Newton (N). Un Newton es la fuerza que al aplicarse sobre una masade 1 Kg le provoca una aceleración de 1 m/s2 (Bueche &Hetcht, 2007). Una mejor definición es que una fuerza es una interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su ambiente, es la causa de por qué siempre nos referimos a la fuerza que un cuerpo ejerce sobre un segundo cuerpo, la fuerza es una medida cuantitativa de la interacción de dos cuerpos (Bauer & Westfall, 2011). ∑ 𝐅⃗𝐢 𝐧 𝟏=𝟏 = 𝐅𝟏 ⃗⃗⃗⃗+ 𝐅𝟐 ⃗⃗⃗⃗… . . 𝐅𝐧 ⃗⃗⃗⃗⃗ específicamente para los ejes X e Y. ∑ 𝑭⃗⃗⃗ 𝒊𝒙 𝒏 𝒊=𝟏 = 𝑹 𝒙 ∑ 𝑭⃗⃗⃗𝒊𝒚 𝒏 𝒊=𝟏 = 𝑹 𝒚 Primera Ley de Newton Si la suma de las interacciones del resto del Universo sobre una partícula es nula; o bien por encontrarse lo suficientemente lejos de las demás su influencia es «despreciable», en tales casos decimos que está en equilibrio respecto de un observador inercial, y cuando esto ocurre, se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme (sin aceleración). Al estudio de este caso lo llamamos en Física estática de la partícula (Bauer & Westfall, 2011). cumpliéndose la condición: ∑𝑭 = 𝟎 Equipos y materiales:
  • 3.  varillas soporte de 75cm.  varillas soporte de 10cm.  nueces dobles  sensores de fuerza  interfaz inalámbrico de adquisición de datos  Conjunto de masas  hilo de 1m  Un transportador de 360 Procedimiento:  Fijamos las varillas verticales con los soportes, orientadas hacia usted, en las mismas coloque las nueces para fijar los sensores de fuerzas.  Los sensores conectamos al interfaz inalámbrico de adquisición de datos luego calibre, a través de los ganchos une con el hilo conector.  Cuélganos en ese momento en el hilo cierta masa, desplazando verticalmente una de las nueces, registre la masa, ángulo con respecto a la horizontal y las fuerzas registradas a través del sensor.  Agregamos diferentes cantidades de más y repetimos el mismo procedimiento hasta completar la Tabla Datos experimentales: DATO N° 1 DATO N° 2 DATO N° 3 DATO N° 4 DATO N° 5 M(kg) 0.050 0.100 0.200 0.500 0.010 F1(N) 0.4 0.7 1.5 2.5 0.3 F2(N) 0.2 0.5 1 3.2 0.1 Θ1 50 55 61 56 31 Θ2 50 55 45 67 38 Los datos obtenidos de la practica estan convertidos en caso de las masa de g a kg con la cual se trabajara en
  • 4. Análisis de datos experimentales:  Haga el diagrama de fuerzaspara 2.1 Este diagrama va por igual para todos los datos ya que es generalizado en el análisis de datos y demostrarsi esta en las condiciones de equilibrio esperadospormedio de fórmulas que están relacionadas con la primera ley de newton. m W= m*g T1 T2 T3 Sen(θ2) Sen(θ1) Cos(θ1) Cos(θ2) θ1 Θ2
  • 5.  Formule las ecuaciones de equilibrio para cada uno de los datos ∑ 𝑭 𝒙 = 𝑭 𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽 − 𝑭 𝟏 𝐜𝐨𝐬 𝜽 = 𝟎 ∑ 𝑭 𝒀 = 𝑭 𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝜽 + 𝑭 𝟏 𝐬𝐢𝐧 𝜽 − 𝒎𝒈 = 𝟎 Dato N° 1 ∑x= (0,4) (cos 55°) -(0,2) (cos 50°) =0,1N ∑y= (0.05) (9,8) -(0,2) (sen 50) -(0,4) (sen50°) =0.05N |𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + ( 𝟎. 𝟎𝟓) 𝟐 = 𝟎. 𝟏 ≈ 𝟎 Dato N° 2 ∑x= (0.7) (cos 55°) -(0,5) (cos 55.5°) =0,1N ∑y= (0.100) (9,8) -(0.5) (sen 55.5°) -(0.7) (sen55°) =0.1N |𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + ( 𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟒 ≈ 𝟎 Dato N° 3 ∑x= (1.5) (cos 61°) -(1) (cos 45°) =0,02N ∑y= (0,2) (9,8) -(1) (sen 45°) -(1.5) (sen61°) =-0.05N |𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟎𝟐) 𝟐 + (−𝟎. 𝟎𝟓) 𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟓 ≈ 𝟎 Dato N° 4 ∑x= (2.5) (cos 56°) -(3.2) (cos 67°) =0,1N ∑y= (0.5011) (9,8) -(3.2) (sen 67°) -(2.5) (sen56°) =-0.1N |𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟏) 𝟐 + (−𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟒 ≈ 𝟎 Dato N° 5 ∑x= (0,3) (cos31°) -(0,1) (cos 38°) =0,2N ∑y= (0,1) (sen 38°) -(0,3) (sen 31°) -(0.01) (9,8) =-0.1N
  • 6. |𝑹⃗⃗⃗| = √( 𝟎. 𝟎𝟐) 𝟐 + (−𝟎. 𝟏) 𝟐 = 𝟎. 𝟏𝟎 ≈ 𝟎 Todos los resultados obtenidos están basados en base a las condiciones de equilibrio y demostrados mediante procedimientos con el fin de encontrar el equilibrio en las fuerzas presentes en el objeto realizado, además se toma en cuenta la primera ley de newton que es “la ley de inercia”. También se toma en cuenta el margen de error o el nivel de aceptación de nuestros resultados al 1%. Preguntas decontrol:  Supongamos que el lector conduce una moto clásica. ¿Por qué debe evitar pisar fuertemente el freno cuando desea detener en la distancia más corta posible? La capacidad de freno de un auto depende del coeficiente de rozamiento entre los neumáticos y el piso. Se sabe que hay dos valores de coeficientes de rozamiento: estático y dinámico, siendo el estático mayor que el dinámico. Si las ruedas no se bloquean al frenar no hay deslizamiento relativo con el suelo y corresponde aplicar coeficiente estático. En caso contrario corresponde aplicar coeficiente dinámico La distancia de frenado es d = Vo² / (2 u g) Siendo u estático, d es menor. Si las ruedas no se bloquean frenamos en menor distancia. Los autos modernos tienen el llamada sistema ABS, que impide el bloqueo de las ruedas al frenar.  ¿Hacia la carretera hay un flujo de masas de rocas que cualquier momento bloquearían, como medida preventiva que fuerza debe tener el soporte para mantener en equilibrio? Para tener una medida preventiva debe tener una fuerza en contra para que el equilibrio en que se cruzan las curvas, quedebe coincidir con el de punto de equilibrio, es decir debe ser soportado por otra fuerza contraria
  • 7. para poder contrarrestar las fuerzas dedesplazamiento para poder así poder obtener un equilibrio de fuerzas.  ¿En el experimento porque no se usó el dinamómetro para medición de la fuerza? A través de presión opcional puede convertir el dinamómetro de tracción en un dinamómetro de compresión. Además del dinamómetro mecánico, disponemos también de modelos digitales. Estos disponen de una interfaz de datos, y algunos modelos de un software para transferencia de datos al PC. Para demostraciones, los modelos mecánicos son ideal. Los modelos de más rango disponen de un indicador de arrastre y un asa. Los modelos digitales su usan sobre todo en la investigación y desarrollo, además de que podría ocurrir que pudiera repetir los datos lo cual no son favorables para demostrar la primera condición de equilibrio. Conclusiones:  Se logro estudiar la suma de fuerzas en diferentes líneas de acción mediante procedimientos muy sencillos en la cuales hacemos la aplicación de condiciones en las que las fuerzas están siendo aplicadas.  También se logró aplicar los principios de la primera ley de newton aplicadas en clase teórica mediante análisis de datos experimentales.  En conclusión, logramos aplicar ampliamente los principios de equilibrio en las fuerzas que se aplica sobre objetos que aparentemente están inertes, por el cual damos a conocer la ley de la inercia de cuerpos.
  • 8. BIBLIOGRAFÍA  Bueche, Frederick J. and Eugene Hecht. n.d. Fisica I, Décima Edición.  Wolfgang Bauer & Gary d. westfall; fisica para ingenieria y ciencias; volumen 1;2011; mcgraw-hill companies; impreso en china  Física: Para Ciencias e Ingeniería / Raymond A. Serway, Robert J. Brechner. - 5. ed.  SANTILLANA, La Enciclopedia del Estudiante-Física y Química Tomo VII- Impreso por Santilla en Buenos Aires-Argentina – Primera Edición 2006