Lab 2 Estática

 

  FORMATO DE INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO / TALLERES / CENTROS DE SIMULACIÓN  – PARA ESTUDIANTES CARRERA: Ingeniería Civil NRO. PRÁCTICA:

2

ASIGNATURA: ESTATICA

TÍTULO PRÁCTICA: DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS EN TRES DIMENSIONES

OBJETIVO ALCANZADO: 1. Estudiar la ley de Hooke. 2. Descomponer una fuerza en 3 dimensiones en sus componentes rectangulares. 3. Estudiar la Primera Primera Ley de Newton para cuerpos en el espacio. 4. Tomar la longitud longitud del resorte con el que se trabajará en la posición de equilibrio con el dinamometro. 5. Construir un sistema en Equilibrio estático con dos tensiones, una fuerza elástica producto del uso de un resorte y un peso, utilizando los soportes universales. 6. Caracterizar el sistema tomando los ángulos y las distancias principales del sistema, comprobar los principales conceptos utilizados: ángulos directores, Ley de Hooke, y las principales transformaciones trigonométricas  ACTIVIDADES DESARROLLADAS 1. Con los datos datos de la Tabla 1 realice una gráfica en papel papel milimetrado del peso vs. la elongación. elongación. Determine la relación, grafíquela y halle la pendiente de la curva . (Adjunte gráfico) 

  −

2. Con los gráficos anteriores y la Ley de Hooke Ecuación . Calcule la constante del resorte con los datos de la tabla 1, y con el dato de la Elongación de la Tabla 2. determine la magnitud de F 3: 

Constante del resorte [N/m]

Fuerza Elástica F 3 

25.693

1.0791

3. Con los datos de la Tabla 4 compruebe la relación que debe existir entre la suma de los cosenos directores para cada fuerza.

  +  +    1   cos(125) cos (125)  + cos(120) cos(120)  + cos(130) cos(130)   1  0.9921658395 0.9921 658395 ≈ 1  ∑      0, ∑      0, ∑     0)

  y los datos de la Tabla 4. Con las ecuaciones de equilibrio estático ( = = = 4, genere un sistema de ecuaciones en x, y , z , donde se conoce la Fuerza Elástica F 3, el peso y los ángulos directores de cada fuerza y permanecen como incógnitas únicamente F 1  y F2. Resuelva el sistema de ecuaciones y halle las magnitudes teóricas de F1 y F2.

⃗   0   ⃗1  +⃗2  +(⃗125 3  +)⃗+  (  0( 120 ⃗1  +⃗2  + (0.694  (0.694)) + 1.0791(( 1.0791( 125)  120))  + (130)) (130) )  0 

 

⃗1  +⃗2  + (0.694) + (−0 (−0.61 .6199 − 00.54 .5400 −−0.68 0.688) 8)  0     0       0    0  1 − 0.619  0  2 − 0.540  0  0.674 − 0.688  0  1  0.619  2  0.540  −0.014 ≈ 0    . .       . .  RESULTADO(S) OBTENIDO(S): PREGUNTAS 1. Compare los valores teóricos obtenidos en el actividad 4 con los valores experimentales obtenidos de la Tabla 4. ¿Deben ser iguales? Sí, no, ¿por qué? Efectivamente los valores de las fuerzas F1 y F2 obtenidas teóricamente deben ser las mismas o aproximarse a la magnitud de las fuerzas que se registraron experimentalmente. Existe cierta variación de aproximación entre el valor teórico y el real debido a que los ángulos no se registraron con una precisión requerida y esto va a influir en el resultado final. Sin embargo se puede apreciar que la variación es pequeña. 2. Indique un método alternativo al de los cosenos directores para descomponer fuerzas en tres dimensiones dimensiones que se pueda utilizar en el laboratorio. Un método alternativo para descomponer fuerzas en tres dimensiones puede ser mediante Pitágoras para este método es necesario conocer las medidas de un triángulo rectángulo que se puede formar en la magnitud de la fuerza y luego de obtener las medidas de los lados del triángulo rectángulo y multiplicar por la fuerza para así descomponer la fuerza en tres dimensiones. Otro método puede ser mediante Cullman el cual se usa generalmente en l os muros de obras destinadas a la

contención de tierras en general y finalmente también podemos descomponer las fuerzas usando coordenadas cilíndricas.

 

CONCLUSIONES: Después de realizar la práctica de laboratorio pudimos darnos darnos cuenta que la descomposición de fuerzas en tres dimensiones que forman Angulo con los distintos ejes X;Y y Z, en el cual actúa una fuerza la cual genera ángulos el cual va a ser igual en todos los lados del plano en R3, para lo cual los instrumentos utilizados en la práctica fueron de gran utilidad porque nos permite obtener datos reales de la práctica realizada en el laboratorio de estática , con los datos obtenidos analizamos y solo logro obtener sus fuerzas en [N]

RECOMENDACIONES:   

Antes de realizar las prácticas los estudiantes deben conocer conocer cada uno de los utensilios que se va a usar en la misma y la función que desempeña cada uno de ellos para evitar inconvenientes   Los estudiantes deben seguir manteniendo el buen comportamiento y el respeto para evitar problemas futuros en el laboratorio   Cuidar cada uno de los utensilios que se manejan durante la práctica para de esa manera evitar evitar que se rompan o se pierdan

ANEXOS Tabla 1. Elongaciones

del resorte producto de cinco pesos diferentes.

POSICIÓN DE EQUILIBRIO = 0.07m

Tabla 2. Elongación

PESO [N]

LONGITUD [m]

ELONGACIÓN [m]

W1 = 0.98

x1=0.18

 Δx1

W2 =1.47

x2=0.128

 Δx2

W3 =1.96

x3=0.145

 Δx3

W4 =2.45

x4=0.165

 Δx4

W5 =2.92

x5=0.183

 Δx5

CONSTANTE RESTITUIÓN [N/m]

=0.038

25.789

=0.058

25.345

=0.076

25.7789

=0.095

25.789

=0.113

25.841

del resorte y el peso del sistema. Elongación [m]

0.042

Peso: W [N]

1.0791

DE

 

Tabla 3. Magnitudes

Tabla 4. Ángulos

experimentales de las Fuerzas F1 y F2  F1=  0.6

[N]

F2 =  0.53

[N]

directores de las fuerzas F1 

1 =125°

F2  F3  W

2 =120° 3=130° 4 =125°

4 =120°

 Imagen 1. Diagrama de Equipo-Elongación del del resorte

4 =130°

 

Fuente: Centro de Física. Universidad Politécnica Salesiana. Cuenca-Ecuador Cuenca-Ecuador 2019

 Imagen 2. Diagrama de Equipo-Descomposición rectangular de un vector en tres dimensiones

Fuente: Centro de Física. Universidad Politécnica Salesiana. Cuenca-Ecuador 2019

 

Nombre del es tudiante tudiante:

PAOLA BELESACA  _______________________ WILMAN CABRERA  _______________________ JESSICA ROCANO  _______________________

Fi rma d de e estudiante:

___________________ ___________________ ___________________