informe 2

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
LABORATORIO DE FÍSICA No. 2

DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS EN UNA VIGA




1. OBJETIVOS


1. Obtener las reacciones en los apoyos de una viga sin carga, colgada simétrica y asimétricamente.
2. Estudiar los efectos de una carga sobre las reacciones en los apoyos, en función de la posición de la carga sobre la viga


2. TEORIA

2.1. FUERZA

Unafuerza F es una magnitud que nos indica la capacidad que tiene un cuerpo de cambiar su estado de equilibrio (reposo o velocidad constante), que está definido como:

(1)
Momento de una fuerza

El momento de una fuerza es una magnitud que nos indica la capacidad que tiene un cuerpo a girar sobre un eje por acción de una fuerzaestá definido como:

(2)

Donde R es la distancia que existe desde el eje hasta la fuerza. En magnitud el momento es:

(3)

Si R es perpendicular a la fuerza entonces tenemos:

(4)

Principio deEquilibrio

Cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio se consideran dos principios básicos que surgen de las leyes de Newton, estos son:
a. La fuerza neta en el sistema es cero.


b. El Momento neto del sistema es cero.




Análisis de la dinámica de una viga apoyada sobre dos soportes.

La viga sujeta a los dos dinamómetros en el experimento, representa el mismo problema de yuna viga apoyada sobre dos soportes como se muestra en la figura 2.


Fig. 2 Esquema de una viga apoyada sobre dos soportes


El sistema mostrado en la figura 2 se encuentra en equilibrio, así, la sumatoria de los momentos es igual a cero, tomando como eje el apoyo 1 entonces se tiene que el momento neto es:



R1 y R2 son las reacciones de los apoyos, observe que en la práctica vienen aser las fuerzas que soportan la viga y que se puede ver en los dinamómetros. De la ecuación 7, podemos encontrar R2:




Para hallar R1 se analizara los momentos tomando como eje el apoyo 2, entonces


Despejando R1:



Para observar la relación que existe entre las reacciones de los dos apoyos, miremos la razón de R1/R2:




De esta relación se puede observar que R1 y R2 soniguales cuando, a = b y x = y.


3. EQUIPO DE LABORATORIO

1. Pie estático
2. Varilla soporte, 600mm
3. Varilla soporte con orificio, 100mm
4. Nuez doble
5. Palanca
6. Dinamómetro 1N y 2N
7. Portamasas
8. Masas de ranura
9. Soporte para dinamómetros
10. Sedal

4. MONTAJE

1. Prepare dos trozos de sedal con lazos (aprox.10 cm) y páselos por los extremos de la viga, (verFig. 1)
2. Montar el dispositivo como se muestra en la Fig. 1.
3. Desplace las dos mitades del pie estático de forma que los dos lazos con los dinamómetros queden verticales en la marca “10” a la derecha e izquierda de la viga.
4. Ajustar la altura de los dinamómetros para que la viga quede horizontal


Fig.1 Esquema del montaje para el análisis de una viga apoyada en sus extremos5. PROCEDIMIENTO Y TABLAS DE DATOS

1. Monte el experimento como se muestra en la Fig. 1.

2. Mida el peso de la viga FB.



3. Verifique que la viga se encuentre en posición horizontal.

4. Introduzca la viga por los lazos, hasta que queden junto a las espigas que se vaya a utilizar. Verifique que los lazos y los dinamómetros queden verticales.

5. Lea los dos dinamómetros y anoteestos valores en la Tabla 1.

6. Repita el procedimiento colocando los lazos en las marcas 6 y 3 sucesivamente, lea los dinamómetros y anote estos valores en la Tabla 1.

7. Coloque la viga nuevamente en posición inicial (marca “10”), y coloque sucesivamente el dinamómetro de la derecha sobre las marcas 8, 6, 4, 2 y 0. Lea los dinamómetros en cada una de las posiciones, y anote los...