By INTRODUCCCION MARCO TEORICO EQUILIBRIO MECANICO DE FUERZAS Para hablar sobre equilibrio mecánico, es necesario recordar las condiciones de equilibro son las leyes que rigen la estática, que es la ciencia que estudia las fuerzas que se aplican a un cuerpo para describir un sistema en equilibrio. Diremos que un sistema está en equilibrio cuando los cuerpos que lo forman están en reposo, es decir, Sin movimiento.
Las fuerzas que se aplican sobre un cuerpo pueden ser de tres formas: Fuerzas angulares: Dos fuerzas se dice que son angulares, cuando actúan sobre un mismo punto formando un ángulo. ors fue Fuerzas colineales: D cción es la misma, a direccion o en direcci cuando la recta de n estar en la misma Fuerzas paralelas: Dos fuerzas son paralelas cuando sus direcciones son paralelas, es decir, las rectas de acción son paralelas, pudiendo también aplicarse en la misma dirección o en sentido contrario.
A nuestro alrededor podemos encontrar numerosos cuerpos que se encuentran en equilibrio. La explicación física para que esto ocurra se debe a las condiciones de equilibrio: Primera condición de equilibrio: Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula: EF=o. Desde el ounto de vista matemático. en el caso de fuerzas aritmética de las fuerzas o de sus componentes que están el la dirección positiva del eje X sea Igual a las componentes de las que están en la dirección negativa.
De forma análoga, la suma aritmética de las componentes que están en la dirección positiva del eje Y tiene que ser igual a las componentes que se encuentran en la dirección negativa: Por otro lado, desde el punto de vista geométrico, se tiene que cumplir que las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en equilibrio tienen un gráfico con forma de polígono cerrado; ya que en el ráfico de las fuerzas, el origen de cada fuerza se representa a partir del extremo de la fuerza anterior, tal y como podemos observar en la siguiente imagen.
El hecho de que su gráfico corresponda a un polígono cerrado verifica que la fuerza resultante sea nula, ya que el origen de la primera fuerza (Fl) coincide con el extremo de la última (F4). Segunda condición de equilibrio: Por otro lado, diremos que un cuerpo está en equilibrio de rotación cuando la suma de todas las fuerzas que se ejercen en él respecto a cualquier punto es nula. O dicho de otro modo, cuando la suma de los momentos de torsión s cero.
En este caso, desde el punto de vista matemático, y en el caso anterior en el que las fuerzas son coplanarias; se tiene que cumplir que la suma de los momentos o fuerzas asociados a las rotaciones antihorarias (en el sentido contrario de las agujas del reloj), tiene que ser igual a la suma aritmética de los momentos o fuerzas que están asociados a las rotaciones hora RI_IFS igual a la suma aritmética de los momentos o fuerzas que están asociados a las rotaciones horarias (en el sentido de las agujas del reloj): Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional y rotacional uando se verifiquen de forma simultánea las dos condiciones de equilibrio. Estas condiciones de equilibrio se convierten, gracias al álgebra vectorial, en un sistema de ecuaciones cuya solución será la solución de la condición del equilibrio. OBJETIVO GENERAL Evaluar el cumplimiento de la primera ley de las condiciones de equilibrio de fuerzas. OBJETIVOS ESPECIFICOS. Construir un montaje experimental con instrumentos de laboratorio, que permita evaluar el equilibrio mecánico.
Determinar las componentes cartesianas de la fuerza en un marco de referencia tridimensional, de cada una de las fuerzas involucradas. Comprobar que la sumatoria de las componentes de las fuerzas estacionarias arroja como resultado (O) cero. 31_1fS 1200 y 2400, respectivamente a razón de 1200 cada uno completando los 3600 0 0c. Seguidamente se coloca 02 soportes universales uno en posicion vertical y el otro sujeto al primero por una prensa en posición horizontal de forma tal que estos queden por encima de la mesa de fuerzas antes armada con las poleas, en el extremo del soporte universal se sujeta la 01 polea restante tratando de que quede alineada con el centro de la mesa de fuerzas.
Seguidamente se hace pasar hilo a través de las 03 poleas que e encuentran sujetas en la mesa de fuerzas, y haciendo un nudo justo en el centro de la mesa de fuerza de forma tal que se pueda sujetar otro pedazo de hilo y se haga pasar por la 01 polea restante que se encuentra suspendida en el soporte universal posicionada por encima de centro de la mesa de fuerzas, una vez pasados todos los hilos, se procede a amarrar, los 04 recipientes pequeños (vasos pequeños de café) a cada uno de los extremos salientes de hilo de la polea de forma tal que estos queden suspendidos desde ellas, se agregan diferentes masa de arena en cada vaso y luego los enumeramos de 1 a 4, siendo 1,2,3 los ujetos a la mesa de fuerzas y 4 en suspendido en el soporte universal por encima de dicha mesa. Antes de agregarle las masas de arena es necesario medlr cuanto en masa se le agregara a cada uno, para este caso tomamos, ml= 64,9g, m2 = 65,9g, m3 – 66,1 g y m4 = 67,9g respectivamente.
Transformándolas de g a kg, resultarían: rnl= 0,0649kg, rn2 = 0,0659kg, rn3 = 0,0661kgy ma – 0,0679kg Una vez nivel 406 S de g a kg, resultarían: ml— 0,0649kg, m2 — 0,0659kg, ms — 0,0661kgy rn4 – 0,0679C Una vez nivelado todo y las cuerdas estén tensionadas debido a la acción producida por la suspensión de los envases pequeños tados a los hilos, y formen una especie de «pata de gallina», y estén estático en sistema presente en la mesa de fuerzas, se procede a trazar un marco de referencia tridimensional, x, y, z de forma tal que el eje z positivo coincida con el envase de m4 suspendido, Seguido a esto y ya trazado el marco de referencia tridimensional se proceden a tomar las mediciones de los respectivos ángulos para cada componente cartesiana en cada una de las fuerzas , presentes, una vez evaluados los datos resultantes se encuentra en esté cuadro: MASAS Kg ANGULOS O, 0649 139 50 73 0,0659 259 171 0,0661 a 18 SÜFS
