Mecanic A Labotario 01
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7/24/2019 Mecanic A Labotario 01
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MECANICA DE SOLIDOS - LABORATORIO 01Cdigo : PG2014
Grupo/Semestre: C5 B/ I
CURSO: Mecnica de solidos
PG01!
IN"ORME N# 01:
$Es%%ica& P'i(e'a condici)n de e*+ili,'io
Integrantes
A.ellidos / No(,'es No%a
Aguilar endo!a" Al#aro $duardo
Apa!a C%o&ue" 'eid( )iorela
Apa!a *uan+a" ,e(son
P'oeso': ,u+ra Apa!a" -uan .oger
P'o'a(a P'oesional$le+trni+a (
Automati!a+in G'+.o: B"ec2a de 'eali3aci)n 05 0 2015
Mesa de T'a,a4o: 1"ec2a de en%'ea 12 0 2015
ESTATICA5 PRIMERA CONDICI6N DE E7UILIBRIO
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INTRODUCCION
os %ala sore un +uerpo &ue se en+uentra en estado de e&uilirio +uando est en reposo o
+on un mo#imiento re+til3neo uniorme" donde las uer!as &ue a+tan sore el +uerpo
+umplen +iertas +ondi+iones6 , &ue si se intenta +amiar el estado de mo#imiento de un
+uerpo" el mismo se resistir a este +amio6 Siendo la resisten+ia de un +uerpo a un +amioen su estado de mo#imiento se llame 7iner+ia86
OB8ETI9OS:
o Comproar e9perimentalmente la primera +ondi+in de e&uilirio" para uer!as
+oplanares ( +on+urrentes6
o $studiar las +ondi+iones &ue dee +umplir un +uerpo para &ue se en+uentre en
e&uilirio6
o eterminar las rela+iones matemti+as entre las #ariales 3si+as &ue inter#iene en
el e9perimento6
o ;erii+arlos resultados otenidos e9perimentalmente ( +ontrastarlo +on los
pro+edimientos teri+os dados en +lase ( estale+er las dieren+ias6
MATERIALES:
Intera+e 50 6
Sensor de uer!a =2>6 Pesa de 0"5 =5>6
;arillas =5>6
Bases de soporte =2>6
ue! dole =4>6
Cuerda6
?ransportador6
.egla6
Cal+uladora =alumno>
-Computadora personal - Interfase Power Link
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Imagen 1
Imagen 2
- Sensor de fuerza (2) - Pesas de 0.5 N (5)
Imagen 3 Imagen 4
- arillas (5) - !ases soporte (2)
Imagen 5 Imagen 6
- Cinta m"tri#a -$ransportador
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Zapatos de Seguridad
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INDICACIONES DE SEGURIDAD
o I(.le(en%os de se+'idad
I(aen 16 'entes de seguridad I(aen 6 @apatos de seguridad
o Anlisis de Trabajo Seguro (ATS
!" TA#$AS#I$S%&S
I'$!TII)A'&S*$'I'AS '$ )&!T#&+
'$+ #I$S%&
0% &e#ole##i'n de los
materiales e instrumentos
de medida.
Caida dao de los
materiales.
Ir en orden #on #uidado
de no tropezar #on nada n
nadie.
02*nsam+la,e de los
materiales #omo se
muestran en las uras.
/ao de los materiales
#omo de la entrada de
1S! de la mesa et#.
Ser #uidadosos en el
ensam+la,e para no daar
los materiales.
3
Instala#i'n de los sensores
en interfa#e en la#omputadora.
1na mala #onura#i'n
u4o mane,o o#asionara
el estropeo dao del
e6uipo.
er #ompro+ar si es
posi+le #on un do#ente si
la instala#i'n de los
e6uipos es +uena.
07 8ane,o de los sensores de
fuerza.
1na mala manio+ra de
los sensores e,er#ido
por fuerza +ruta
o#asionara 6ue se
malore.
Siempre tener en #uenta
6ue el e6uipo es fr9il po
lo 6ue se de+e mane,ar
#on #uidado.
+entes de
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058ala #onura#i'n de las
le#turas.
1na mala #onura#i'n
en el e6uipo
o#asionara 6ue el
e6uipo se #aliente.
eri#ar #on el do#ente
re:isar en la ua si las
#onura#iones son
#orre#tas.0;
/e:olu#i'n orden en lamesa.
1na mala #oordina#i'n
o#asionara tantop"rdida #omo daos en
los e6uipos.
Siempre #oordinar
de+idamente #on el rupo
sin apuros.
"UNDAMENTO TERICO
ESTATICA
'a estti+a es la rama de la me+ni+a +lsi+a &ue anali!a las +argas =uer!a" par / momento>
( estudia el e&uilirio de uer!as en los sistemas 3si+os en e&uilirio estti+o" es de+ir" en
un estado en el &ue las posi+iones relati#as de los susistemas no #ar3an +on el tiempo6 'a
primera le( de eton impli+a &ue la red de la uer!a ( el par neto =tamin +ono+ido
+omo momento de uer!a> de +ada organismo en el sistema es igual a +ero6 e esta
limita+in pueden deri#arse +antidades +omo la +arga o la presin6 'a red de uer!as de
igual a +ero se +ono+e +omo la primera +ondi+in de e&uilirio" ( el par neto igual a +ero se
+ono+e +omo la segunda +ondi+in de e&uilirio6
ANALISIS DEL E7UILIBRIO
FIGURA 1: esquema de fuerzas FUENTE: wikipedia
'a estti+a propor+iona" mediante el empleo de la me+ni+a del slido r3gido" solu+in a los
prolemas denominados isostti+os6 $n estos prolemas" es sui+iente plantear las
+ondi+iones si+as de e&uilirio" &ue son:
16 $l resultado de la suma de uer!as es nulo6
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26 $l resultado de la suma de momentos respe+to a un punto es nulo6
$stas dos +ondi+iones" mediante el lgera #e+torial" se +on#ierten en un sistema de
e+ua+iones la resolu+in de este sistema de e+ua+iones es la solu+in de la +ondi+in
de e&uilirio6
$9isten mtodos de resolu+in de este tipo de prolemas estti+os mediante
gri+os" %eredados de los tiempos en &ue la +ompleDidad de la resolu+in de sistemas
de e+ua+iones se e#itaa mediante la geometr3a" si ien a+tualmente se tiende al +l+ulo
por ordenador6
Para la resolu+in de prolemas %iperestti+os =a&uellos en los &ue el e&uilirio se puede
al+an!ar +on distintas +omina+iones de esuer!os> es ne+esario +onsiderar e+ua+iones de
+ompatiilidad6 i+%as e+ua+iones adi+ionales de +ompatiilidad se otienen mediante la
introdu++in de deorma+iones ( tensiones internas aso+iadas a las deorma+iones mediante
los mtodos de la me+ni+a de slidos deormales" &ue es una amplia+in de la me+ni+a
del slido r3gido &ue" adems" da +uenta de la deormailidad de los slidos ( sus ee+tos
internos6
$9isten #arios mtodos +lsi+os asados en la me+ni+a de slidos deormales" +omo
los teoremas de Castigliano o las rmulas de a#ierEBresse6
SUMA DE "UER;AS
Cuando sore un +uerpo o slido r3gido a+tan #arias uer!as &ue se apli+an en el mismo
punto" el +l+ulo de la uer!a resultante resulta tri#ial: asta sumarlas #e+torialmente (
apli+ar el #e+tor resultante en el punto +omn de apli+a+in6
Sin emargo" +uando e9isten uer!as +on puntos de apli+a+in dierentes es ne+esario
determinar el punto de apli+a+in de la uer!a resultante6 Para uer!as no paralelas esto
puede %a+erse sumando las uer!as dos a dos6 Para ello se +onsideran dos de las uer!as &ue
tra!an re+tas prolongando las uer!as en amos sentidos ( us+ando su interse++in6 $sa
interse++in ser un punto de paso de la uer!a suma de las dos6 A +ontinua+in sesustitu(en las dos uer!as por una ni+a uer!a #e+torial suma de las dos anteriores
apli+ada en el punto de interse++in6 $sto se repite nE1 #e+es para un sistema de nuer!as (
se otiene el punto de paso de la resultante6 $n el +aso l3mite del &ue se tengan nuer!as
paralelas puede emplearse el pol3gono uni+ular para %allar el punto de paso de la
resultante6
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CONDICIONES DEL E7UILIBRIO
'as +ondi+iones de e&uilirio son las le(es &ue rigen la estti+a6 'a estti+a es la +ien+ia
&ue estudia las uer!as &ue se apli+an a un +uerpo para des+riir un sistema en e&uilirio6
iremos &ue un sistema est en e&uilirio +uando los +uerpos &ue lo orman estn en
reposo" es de+ir" sin mo#imiento6 'as uer!as &ue se apli+an sore un +uerpo pueden ser detresormas:
E)uer!as angulares: os uer!as se di+e &ue son angulares" +uando a+tan sore un mismo
punto ormando un ngulo6
E)uer!as +oloniales: os uer!as son +oloniales +uando la re+ta de a++in es la misma"
aun&ue las uer!as pueden estar en la misma dire++in o en dire++iones opuestas6
E)uer!as paralelas: os uer!as son paralelas +uando sus dire++iones son paralelas" es de+ir"
las re+tas de a++in son paralelas" pudiendo tamin apli+arse en la misma dire++in o en
sentido +ontrario6
A nuestro alrededor podemos en+ontrar numerosos +uerpos &ue se en+uentran en e&uilirio6
'a e9pli+a+in 3si+a para &ue esto o+urra se dee a las +ondi+iones de e&uilirio:
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-PRIMERA CONDICIN DE E7UILIBRIOiremos &ue un +uerpo se en+uentra en e&uilirio de trasla+in +uando la uer!a resultante
de todas las uer!as &ue a+tan sore l es nula: F ) 06
esde el punto de #ista matemti+o" en el +aso de uer!as +oplanarias" se tiene &ue +umplir
&ue la suma aritmti+a de las uer!as o de sus +omponentes &ue estn el la dire++in
positi#a del eDe H sea igual a las +omponentes de las &ue estn en la dire++in negati#a6 e
orma anloga" la suma aritmti+a de las +omponentes &ue estn en la dire++in positi#a del
eDe , tiene &ue ser igual a las +omponentes &ue se en+uentran en la dire++in negati#a:
Por otro lado" desde el punto de #ista geomtri+o" se tiene &ue +umplir &ue las uer!as &ue
a+tan sore un +uerpo en e&uilirio tienen un gri+o +on orma de pol3gono +errado (a
&ue en el gri+o de las uer!as" el origen de +ada uer!a se representa a partir del e9tremo
de la uer!a anterior" tal ( +omo podemos oser#ar en la siguiente imagen6
$l %e+%o de &ue su gri+o +orresponda a un pol3gono +errado #erii+a &ue la uer!a
resultante sea nula" (a &ue el origen de la primera uer!a =)1> +oin+ide +on el e9tremo de la
ltima =)4>6
PRIMERA LE< DE NE=TON& DE LA INERCIA
$stale+e &ue si la uer!a neta sore un oDeto es +ero" si el oDeto est en reposo"
permane+er en reposo ( si est en mo#imiento permane+er en mo#imiento en l3nea re+ta
+on#elo+idad +onstante6
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TERCERA LE< DE NE=TON
'a ter+era le( de eton e9pli+a las uer!as de a++in ( rea++in6 $stas uer!as las eDer+en
todos los +uerpos &ue estn en +onta+to +on otro" as3 un liro sore la mesa eDer+e una
uer!a de a++in sore la mesa ( la mesa una uer!a de rea++in sore el liro6 $stas uer!as
son iguales pero +ontrarias es de+ir tienen el mismo modulo ( sentido" pero son opuestas
endire++in6
$sto signii+a &ue siempre en &ue un +uerpo eDer+e una uer!a sore otro este tamin
eDer+e una uer!a sore l6
Se nomra uer!a de a++in a la &ue es eDer+ida por el primer +uerpo &ue origina una uer!a
sore otro" por lo tanto se denomina uer!a de rea++in a la es originada por el +uerpo &ue
re+ie ( rea++iona =e all3 el nomre> +on esta otra uer!a sore el primer +uerpo6
Pero &u pasa +uando ningn +uerpo origino primariamente la uer!a" +omo en el eDemplo
del liro sore la mesaJ Cual&uiera puede ser denominada uer!a de a++in ( o#iamente a
la otra se le denominar +omo uer!a de rea++in6
TEOREMA DE LAM uer!as" estas
deen ser +oplanares ( sus l3neas de a++in deen ser +on+urrentes6
'a ra!n por la &ue las tres uer!as deen ser +oplanares es astante simple6 Si no uese as3"
no se +umplir3a la primera +ondi+in de e&uilirio6
http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml -
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Adems" al grai+ar las K uer!as a partir de un origen +omn se +umple &ue el mdulo de
+ada uer!a es propor+ional al seno de su ngulo opuesto6
Por otro lado %a( &ue +onsiderar &ue si alguno de estos ngulos es otuso" el seno de di+%o
ngulo es igual al seno de su ngulo suplementario6
Por eDemplo anali+emos el e&uilirio de una arra &ue se en+uentra suspendida de dos
+uerdas oli+uas ( supongamos &ue las l3neas de a++in de las tres uer!as &ue a+tan sore
ella no son +on+urrentes =#er igura>6 Si tomamos momentos respe+to del punto en donde
+on#ergen dos de ellas" %ar3a un tor&ue resultante pro#o+ada por la ter+era uer!a &ue
%ar3a rotar a la arra" lo &ue %a+e &ue no se +umpla la segunda +ondi+in de e&uilirio6
PROCEDIMIENTO
1 9e'iicaci)n del senso' de +e'3a >dina()(e%'o?FIGURA 2: Montaje para la verificacin del dinammetro FUENTE: Gua
$nsamlar las materiales &ue tenemos +omo se oser#a en la igura 26
Ingresar al programa PASCL Capstone" %a+er +li+ en el i+ono de +rear e9perimento"
insertar la intera+e 50
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etermine la uer!a de los pesos ( anotar las le+turas de dinammetro6 =ME $>
Can%idad de .esas 1 2 K 4 5
Masa 50 gr6 100 gr6 150 gr6 200 gr6 250 gr6
Peso>N? @( 064N05 06N2 164O15 16N2 26452
Lec%+'a P-P 064$060K 06N$060K 164N$060K 16NO$060K 2645$060K
Clc+los 'eali3ados:
P1 06050QN61 064N05
P2 06100QN61 06N2
PK 06150QN61 164O15 P4 06200QN61 16N2
P5 06250QN61 26452
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Acci)n / 'eacci)n *aga +li+ sore el i+ono Conigura+in" sele++ione la op+in +amiar signo
en el Sensor de uer!a 1 ( la op+in no +amiar para el Sensor de uer!a 2"
amos a 50*!6
Arrastre el i+ono Grai+o sore el Sensor de uer!a 1" #iendo la #entana de
un gri+o en un+in del tiempo6 'uego arrastre el i+ono Grai+o 1 sore
sore el Sensor de uer!a 26 As3 &uedara un gri+o +on dos eDes ,+oordenadas de uer!a =para +ada sensor> &ue +omparten el eDe H =tiempo>6
Colo+ar dos sensores de uer!a uno +on el signo +amiado ( +olo&ue en la gra3a el
sensor de uer!a 1 ( 2 en el eDe ( el sensor de ue
Seguidamente dee de tirar de los sensores de uer!a el +ual ormara una gri+a
similar por amos lados6
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"i+'a 6 .esultado del segundo montaDe
Pa'alelo'a(o de +e'3a conc+''en%es
$nsamlar segn nos muestran la igura de manera &ue se otenga en la
)106 ( en la )206" de los dinammetros6
"1>N? 061 16K4 164">N? 064 16K5 06O2"R>N? 06N4O 1644O 16N04P >n? 06N1 164O15 06O41>? 5 5N 2 >? 52 54 0F e''o' K64 160
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$nsamle las pie!as de manera &ue 1 215R
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1>? 15 25 45
>? 15 25 45
"1>N? 065O 060 06N
">N? 064K 0641 06OK
"R >N? 06N 06N1 16004
P >N? 06N1 06N1 06N1
F E''o' 164O 6K20 26K45
CUESTIONARIO
15 Con 'es.ec%o al .'oceso 9e'iicaci)n del senso' de +e'3a 'es.onda:
1.1.- Defina el concepto de fuerza e indique unidade! para e!ta "a#nitud.
Es una magnitud fsica que se manifiesta de manera lineal que es capaz de modifcar
la cantidad de movimientoo la orma de los cuerpos.
- Newton - Kilogramo-fuerza - Dina - Libra de fuerza - Poundal
1.2.- Repre!ente $ectore! en tre! !ituacione! aplicada! a !u e!pacialidad.
- La intensidad de corriente elctrica que es el ampermetro.
- El tiempo que nos auda para !allar la carga elctrica.
- "ntensidad energtica que es para !allar #olta$e.
1.%.- &encione "a#nitude! f'!ica! $ectoriale! relacionada! a !u e!pecialidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento -
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- "ntensidad de corriente elctrica - %uerza - &iempo- "ntensidad Luminosa - Energa
2. (on re!pecto al proce!o acci)n * reacci)n re!ponda:
2.1.- +(u,le! !on lo! ",i"o! * "'ni"o! $alore! otenido!/ (alcule el porcenta0e de
error de lo! $alore! otenido!.Valor max= 4.50 Valor min= 4.47% = (4.50 - 4.47) / 4.50*100 = 0.67 %
2.2.- Realice repre!entacione! del rincipio de Acci)n * Reacci)n.
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55- C+l Le/ de NeH%on se 'elaciona la e.e'ienciaJ 8+s%ii*+e s+ 'es.+es%a5La Tercera Ley de Newton (el principio de accin y reaccin) que dice que a toda
accin se le opone una reaccin de magnitud opuesta y eso es lo que aplicamos.
Se debe al principio de accin y reaccin ya que se representan en el grfico la
relacin de las dos fuerzas entre si y por ende tienden a tener el mismo alor.
5 Con 'es.ec%o al .'oceso .a'alelo'a(o de +e'3as conc+''en%es551 Co(.a'a la +e'3a 'es+l%an%e con la +e'3a o'iinada .o' la .esas P5 *+K .+ede
concl+i'J Eec%+K los clc+los necesa'ios
Las fuerzas tanto como la resultante como la de las pesas tienden a ser id!ntica.
5 E.li*+e .o' *+K los ec%o'es son conc+''en%es en es%a e.e'ienciaJ"or qu! se tiene que dar direcciones a las fuerza aplicadas para poder #allar la
resultante.
5 7+K siniica e*+ili,'ioJ < *+K %i.o de e*+ili,'io es el *+e se %iene en la
e.e'iencia5$stado de inmoilidad de un cuerpo% sometido &nicamente a la accin de la
graedad% que se mantiene en reposo sobre su base o punto de sustentacin.
$sttica.
5! Siniica en%onces *+e +n c+e'.o en e*+ili,'io es%a necesa'ia(en%e en 'e.oso Po'*+KJ Si% por que al estar e equilibrio las fuerzas que actual sobre !l se anulan.
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'I,.A'& / Alaro Aguilar $S)A+A0
# $)A0 12
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'I,.A'& / +eid7 Apa8a $S)A+A0
# $)A0 12
OBSER9ACIONES:
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o Se dee de +alirar el sensor para e#itar errores ma(ores6
o o se dee apli+ar uer!a al sostener el sensor =no eDer+er tensin>" eso e#itara
errores6
o $l margen de error del sensor de uer!a es 060K6
o 'a uer!a m9ima para los gri+os de A++in ( rea++in es de 20 6
CONCLUSIONES:
o
http://fisicafacilito.blogspot.com/2013/07/teorema-de-lamy.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/lene/lene.shtmlhttp://www.jfinternational.com/mf/leyes-newton.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)http://fisicafacilito.blogspot.com/2013/07/teorema-de-lamy.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/lene/lene.shtmlhttp://www.jfinternational.com/mf/leyes-newton.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica)