laboratorio 1 - fisica aplicada

7/25/2019 Laboratorio 1 - Fisica Aplicada

1/30

Tecsup P.F.R. Fsica Aplicada

E

PROGRAMA DE FORMACIN REGULAR

GUIA DEL LABORATORIO DEFISICA APLICADA

201!I

1

PROGRAMA DE FORMACION REGULAR


2/30


CURSO" FISICA APLICADACODIGO: PG 2014

LABORATORIO #$ 01Es%&%ica.

P'i(e'a c)*dici+* de e,uili-'i).

PRCTICA DE LABORATORIO N 01

ESTTICA. PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO.

1. OBJETIVOS

2

Alumno (s):

Apellidos y Nombres Nota

BUENO BENAVIDES JESUS AURELIO

MANCHEGO ANCONEIRA RENZO RAUL

SALINAS AYALA EDSON JONATHAN

PFOCCORI BARRIONUEVO EDISON

Profesor: Prof.Alicia Lelia Puma

ProgramaProfesional:

Servicio De

Mantenimiento de EquipoPesado

Grupo: 6

ec!a de entrega : "# $% "6 Mesa de &ra'ao :


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1) Comprobar experimentalmente la primera condicin de e!"ilibrio# para $"er%a&

coplanare& ' conc"rrente&(

) Veri$icar lo& re&"ltado& obtenido& experimentalmente ' contra&tarlo& con lo&

procedimiento& terico& dado& en cla&e ' e&tablecer la& di$erencia& de $orma

porcent"al(

*) Determinar relacione& matem+tica& entre la& ,ariable& $-&ica& !"e inter,iene en el

experimento(

2. MATERIALES

- Comp"tadora per&onal con pro.rama PASCO Capst!"TMin&talado- Inter$ace #$0 %!&'"(sa) I!t"(*a+"- Sen&or de $"er%a /)

- Pe&a de 0# N /)

- Varilla& /)

- Ba&e& &oporte /)

- N"e% doble /2)

- C"erda

- 3ran&portador

- Re.la

- Calc"ladora(/al"mno)

,. FUNDAMENTO TERICO

,.1 F%"(-as.

El concepto de $"er%a &e relaciona $rec"entemente con e&$"er%o m"&c"lar# emp"4e#

traccin# etc( Para mo,er "na me&a debemo& emp"4arla 5aciendo "n e&$"er%o m"&c"lar#

aplicado a "n p"nto de la me&a( Adem+& la me&a la emp"4amo& en determinado &entido(

Recordemo& !"e la& ma.nit"de& !"e &e de$inen con md"lo# direccin ' &entido &e

llaman ,ectoriale& ' la& ma.nit"de& !"e &e de$inen con &" n6mero ' &" "nidad &ellaman e&calare&( Otra& $"er%a& !"e podemo& mencionar &on7 ten&in# $"er%a de

ro%amiento# pe&o ' normal( 8a& $"er%a& !"e &on e4ercida& mediante c"erda &e le&

denomina ten&ione&( A la $"er%a !"e e4erce la 3ierra &obre lo& ob4eto& &obre &"

&"per$icie /por la atraccin .ra,itacional) &e le denomina pe&o ' e&t+ ,erticalmente

diri.ida 5acia aba4o ' tiene "n md"lo / # &iendo la ma&a de c"erpo ' elmd"lo de la aceleracin de la graedad(


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,.1.1. M"&+&3! " )a *%"(-a.

9:"; 5ar-a "&ted &i le &olicitaran &" colaboracin para mo,er "n e!"ipo

pe&ado de "n ni,el de in&talacin ind"&trial a otroa.a clic &obre el -cono CREAR E;PERIMENTO' &e."idamente reconocer+ lo&&en&ore& de $"er%a pre,iamente in&ertado& a la inter$ace #$0 U!&'"(sa) I!t"(*a+".

>a.a clic en el icono CONFIGURACION ' &eleccione +a4&a( s&! a "na$rec"encia de 0 >%. 8"e.o pre&ione el icono del SENSOR DE FUER


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Al 5acerle doble clic &obre el icono del &en&or de $"er%a ' &eleccionar el icono

NUM>RICO"&ted podr+ a.re.ar la cantidad de ci$ra& de&p";& del p"nto decimal(3raba4e con ci$ra&( Se.6n in$ormacin proporcionada por el $abricante la m-nima

lect"ra !"e proporciona el e!"ipo e& de 0(0* N ' la m+xima 0 N( Una ,e% colocado

de e&ta manera ' &in nin."na $"er%a adicional apriete el botn %( Ambo& deben tener d-.ito& de&p";& de la coma decimal(

Arra&tre el icono GRFICO &obre el s"!s( " *%"(-a 1( U&ted ,er+aparecer la ,entana de "n .r+$ico de $"er%a en $"ncin del tiempo( 8"e.o arra&tre el

icono GRAFICO 1&obre el s"!s( " *%"(-a 2( A&- !"edar+ "n .r+$ico con do& e4e&coordenado& de $"er%a /para cada &en&or) !"e comparten el e4e ;/tiempo)(

Se."idamente mientra& "&ted tira de lo& &en&ore& de $"er%a como &e

m"e&tra en la $i."ra 2# otro compa=ero .rabar+ lo& dato& obtenido&(


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F&%(a :.Se."ndo monta4e(

8o& c"ale& deben !"edar &imilare& a lo& obtenido& en la $i."ra # ob&er,e !"e

&e enc"entra& lo& dato& de ambo& dinammetro&(

F&%(a $.Re&"ltado del &e."ndo monta4e(

3


10/30


F&%(a .

Foto tomada en cla&e& de&arrollando lo& pa&o& indicado& de la experiencia !"e

no& da como re&"ltado "n .r+$ico &imilar al de la $i."ra donde comprobamo& la

tercera le' de Ne@ton accin ' reaccin 4alando en $orma contraria lo&

&en&ore& de $"er%a lo& c"ale& no& da "no& ,alore& pico de *(? N ' *( N(

10


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:., Pa(a)")(a " *%"(-as +!+%(("!t"s.

En&amble la& pie%a& como &e m"e&tra en la $i."ra ?# de tal manera !"e obten.a F1G0# N ' F2G 0# N# de la& &e=ale& di.itale& de lo& dinammetro&(

F&%(a .3ercer monta4e(

E&tableciendo "na e&cala a la& $"er%a dib"4e "n paralelo.ramo midiendo el ,alor

de la dia.onal /FR)( Anote lo& ,alore& medido& en la tabla (

TABLA 2.

11

F1/N) 0#1 1#* 1#2*

F/N) 0#0 1#*2 0#H

FR/N) 0(* 1(** 1(0

P /N) 0( 1(2 1(2

189 ?0 *0

289 ?0 20

error 1(0 (*1 (H


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Para el c+lc"lo de error porcent"al &e "tili%ar+

exp(%)

bi bl iografi co erim ental

bibliografico

V VE

V

=

F&%(a #. Va)("s taas s"! "p"(&"!+&a "! +)as"s

Calc"lamo& mediante la le' de co&eno& la $"er%a re&"ltanteVa)( "p"(&"!ta)

FR 1 G (0.81)2+(0.80)22 (0.81 ) (0.80 ) cos (180110)

FR1 G 0( N

Va)( t"(&+ FR 1 G (0.80)

2+(0.80)22 (0.80 ) (0.80 ) cos (180110)

FR1 G 0(1 N

E ( )1=0.910.92

0.91100

E/)1 G 1(0

F&%(a @. Va)("s taas s"! "p"(&"!+&a "! +)as"s

Va)( "p"(&"!ta)

FR G (1.32)2+(1.34)22 (1.32 ) (1.34 )cos(180120)

FR G 1(** NVa)( t"(&+

FR G (1.30)2+(1.30)22 (1.32 ) (1.30 ) cos(180120)

FR G 1(*0 N

E ( )2=1.31.331.3

100

E/) G (*1

F&%(a 10. Va)("s taas s"! "p"(&"!+&a "! +)as"s

Va)( "p"(&"!ta)

12


13/30


FR* G (1.43 )2

+( 0.72 )22 (1.43 ) (0.72 ) cos (18070 )

FR* G 1(1 NVa)( t"(&+

FR* G (1.40 )2

+ (0.70 )2

2 (1.40 ) (0.70 )cos (18070 )

FR* G 1(H? N

E ( )3=1.761.81

1.76100

E/)* G (H

1


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DIBUJADO POR7RUPO ? ESCA8A

1K10

FRG 0(* FEC>A

1K0K01?

1/


15/30


pp


1K10

FRG 1(** FEC>A

1001?

1


16/30



1K10

FRG 1(0 FEC>A

1001?

En&amble la& pie%a& tal como &e ob&er,a en la $i."ra H# de tal manera !"e 1G G 1L(

1


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3ran&portador

0L

F&%(a .C"arto monta4e

E&tableciendo "na e&cala a la& $"er%a dib"4e "n paralelo.ramo midiendo el ,alor

de la dia.onal( Anote lo& ,alore& medido& en la tabla *(

TABLA ,

189 1L L 2L

289 1L L 2L

F18N9 0(2 0(H 0(*

F28N9 0(H 0(*0 0(*

FR8N9 0(2 0(1 0(2

P 8N9 0(2 0(2 0(2

H E((( (0 (1?

1


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Calc"lamo& mediante la le' de co&eno& la $"er%a re&"ltante

Va)( "p"(&"!ta)

FR 1 G (0.24)2+(0.27)22 (0.24) (0.27) cos (18030)

FR1 G 0(2 N

Va)( t"(&+>allando ,alor mediante D(C(8

FRX=

Fx ; FRx=F1 sen (1 )F2 sen (2 )=0

M

F1=F2

FRY=Fy M FRy=F1cos (1 )+F2cos (2 ) G0(2 M F1=0.25N

FR 1 G (0.25)2+(0.25)22 (0.25 ) (0.25 ) cos (18030)

FR1 G 0(2 N

E ( )1=0.480.49

0.48100

E/)1 G (0


Va)( "p"(&"!ta)

FR G (0.27)2+(0.30)22 (0.27 ) (0.30 )cos(18050)

FRG 0(1 N

Va)( t"(&+

FRX=Fx ; FRx=F1 sen (1 )F2 sen (2 )=0 M F1=F2

FRY=

Fy

M

FRy=F1cos (1 )+F2cos (2 )G0(2 M

F1=0.27N

FR 1 G (0.27)2+(0.27)22 (0.27 ) (0.27 ) cos (18050)

FR1 G 0(0 N

E ( )1=0.500.51

0.50100

E/)1 G

F&%(a 1,. Va)("s taas s"! "p"(&"!+&a "! +)as"s

1


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Va)( "p"(&"!ta)

F R3=(0.32)2+(0.32)22 (0.32 ) (0.32 )cos(18090)

FR* G 0(2 N

Va)( t"(&+

FRX=Fx ; FRx=F1 sen (1 )F2 sen (2 )=0 M F1=F2FRY=Fy M FRy=F1cos (1 )+F2cos (2 ) G0(2 M F1=0.35N

FR 1 G (0.35)2+(0.35)22 (0.35) (0.35) cos (18090)

FR1 G 0(2 N

E ( )3=0.490.45

0.49100

E/)* G (1?

13


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DIBUJADO POR7 RUPO ? ESCA8A

1K*0

FRG 0(2 FEC>A

1001?

20


21/30



1K*0

FRG 0(1 FEC>A

1001?

21


22/30



1K*0

FRG 0(* FEC>A

1001?

$. CUESTIONARIO

22


23/30


$.1 C! ("sp"+t a) p(+"s V"(&*&+a+&3! ") s"!s( " *%"(-a ("sp!a

$.1.1 D"*&!a ") +!+"pt " F%"(-a " &!&7%" $ %!&a"s pa(a "sta a!&t%.

En .eneral a $"er%a e& con&iderada como "n emp"4e o "n 4aln e4ercido por "n

c"erpo &obre otro( E&ta interaccin p"ede oc"rrir c"ando exi&te contacto directo entre

lo& c"erpo&(

S"& "nidade& &e p"eden medir en7 Ne@ton# ilo.ramo $"er%a# Dina# ilopondio# libra

$"er%a(

$.1.2 R"p("s"!t" '"+t("s "! t("s s&t%a+&!"s ap)&+aas a s% "sp"+&a)&a.

2


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$.1., M"!+&!" $ a!&t%"s *s&+as '"+t(&a)"s (")a+&!aas a s%"sp"+&a)&a.

F"er%a# Velocidad# Pre&in# De&pla%amiento# Di&tancia

$.2 C! ("sp"+t a) p(+"s a++&3! 6 ("a++&3! ("sp!a

$.2.1 KC%)"s s! )s &s 6 !&s 'a)("s 4t"!&s Ca)+%)" ")p(+"!ta" " "((( " )s 'a)("s 4t"!&s.

*#? ' *( &e.6n la calibracin de lo& in&tr"mento& "&ado& tiene "n error porcent"al0(0*

$.2.2 R"a)&+" $ ("p("s"!ta+&!"s ") P(&!+&p& " A++&3! 6 R"a++&3!.

El .olpear "n cla,o con "n martillo

C"ando &e di&para "na bala de ca=n

C"ando "na per&ona &"be la& e&calera&

C"ando do& per&ona& 4alan en &entido op"e&to "na c"erda

C"ando "na piedra .olpea "n po%o de a."a

$.2., KC%) L"6 " N"5t! s" (")a+&!a )a "p"(&"!+&a J%st&*&7%" s%("sp%"sta.

8a tercera le' de ne@ton lo& c"erpo& e&t+n en e!"ilibrio

$., C! ("sp"+t a) p(+"s pa(a)")(a " *%"(-as +!+%(("!t"s.("sp!a

$.,.1 Cpa(a )a *%"(-a ("s%)ta!t" +! )a *%"(-a (&&!aa p( )as p"sas P. K%=

p%"" +!+)%&( E*"+t" )s +)+%)s !"+"sa(&s.

8o& c"erpo& e&t+n en e!"ilibrio al pe&o# 5a' "na $"er%a op"e&ta del mi&mo ,alor

$.,.2 Ep)&7%" Kp( 7%= )s '"+t("s s! +!+%(("!t"s "! "sta "p"(&"!+&a

Son conc"rrente& por!"e &"& recta& de accin &e cortan en el mi&mo p"nto

$.,., K%= s&!&*&+a "7%&)&4(& 7%= t&p " "7%&)&4(& "s ") 7%" s" t&"!" "! )a

"p"(&"!+&a.

2/


25/30


C"ando "n c"erpo e&t+ en repo&o o &e m"e,e a ,elocidad con&tante &e dice

entonce& !"e e&t+ en e!"ilibrio(

En el laboratorio tenemo& "n e!"ilibrio e&table por!"e el c"erpo e&t+ &"&pendido(

$.,.: S&!&*&+a "!t!+"s 7%" %! +%"(p "! "7%&)&4(& "st !"+"sa(&a"!t" "!("ps. KP( 7%=

No por!"e en repo&o no tiene $"er%a& !"e in$l"'en en ;lM en cambio en

e!"ilibrio 5a' o m+& $"er%a& pero e&ta& &e contrarre&tan de4ando el c"erpo

inm,il /e!"ilibrio)

. Ap)&+a+&3! %sa! Mat)a4.8o& problema& a contin"acin &e de&arrollar+n de $orma anal-tica ' en atlab en

donde &e pre&entar+ el cdi.o en el in$orme(

Pro0(e$a 01( Determine la ma.nit"d ' la direccin# medida ;&ta en &entido contrario al dela& manecilla& del relo4 de&de el e4e x po&iti,o# de la $"er%a re&"ltante de la& tre&F"er%a& !"e act6an &obre el anillo A( Con&idere F1G 00 N Q G 0(

SOLUCION

De&componemo& la& $"er%a&

2


26/30


S"matoria de $"er%a&7

FRX=Fx

FRx=500 sen (20 )+400cos (30 )600(45 )

FRX=37.42N

FRY=Fy

FRy=500cos (20 )+400sen (30)600( 35 )

FRy=1031.6N

a.nit"d de la re&"ltante

FR=FRX

2

+FRY2

FR=37.422+1029.82

FR=1030.5N

Direccin del +n."lo

=tan

1 1029.8

37.42 =87.9

2


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CODIGO DEL PROBLEMA 01

clear;

clc;%Problema 01

%datos

F1 = 500;%N

F2 = 600;%N

F3 = 400;%N

theta1 = 20;

theta2 = 37;

theta3 = 30;

theta1 = theta1 * pi/10;



%s!matoria de "!er#as F$=&F'F$(=&F(

F$=F1*si)theta1+,F2*costheta2+-F3*costheta3+;F$(=F1*costheta1+-F2*si)theta2+-F3*si)theta3+;

%.a)it!d de la "!er#a res!lta)te

F$ = srtF$2-F$(2+;

%ireccio) de la "!er#a res!lta)te

theta = ata)F$(/F$+*10/pi+;

res!ltados=F$'theta+

dispF$ theta+

dispres!ltados+

Tresult!"s # $FR t%et& # 1'031( )*'+Pro0(e$a 0( El m+&til e&t+ &ometido a la& tre& $"er%a& mo&trada&( Determine lo& +n."lo&

coordenado& de direccin 1# 1# W1 de F1 de manera !"e la $"er%a re&"ltante !"e act6a&obre el m+&til &ea cero(

F G 00 N

SOLUCION

De&componiendo la& $"er%a& en coordenada& i#4#

2

,

y

F4 00

x


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F1= (500cos1 i+500cos1j+500cos 1k)N

F2=200k

F3=300j

FR=F1+F2+F3=0

500cos1=0

1=90

500cos1=300 1=53.1

500cos1=200

1=66.4

CODIGO DEL PROBLEMA 02

clear;

clc;

%Problema 02

%datos

F1 = 500;%N

F2 = 200;%N

F3 = 300;%N

%s!matoria de "!er#as F$=&F'F$(=&F('F$#=&F#

%F$=F1*cosalpha+;

%F$(=F1*cosbetha+,F3;

%F$#=F1*cosamma+,F2;

%F$=F$-F$(-F$#=0;

%)!los de direccio) de F1

alpha = acos0/F1+*10/pi+;

betha = acosF3/F1+*10/pi+;

amma = acosF2/F1+*10/pi+;

res!ltados=alpha'betha'amma+

dispalpha betha amma+

Tresult!"s #$lp% et% .// +0'0000 3'1301 (('21)

. Ap)&+a+&3! a )a "sp"+&a)&a.

Se pre&entaran "n m-nimo de aplicacione& del tema del laboratorio re$erido a &"e&pecialidad(

2


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1( 8a e&tatica &e aplica en el le,antamiento de parte& de "na ma!"inaria pe&ada al

momento de de&monta4e 'a &ea motore carca%aXetc mediante .r6a& aplicando

toda& la& le'e& de e&t+tica(

( Se nece&ita perder la inercia para !"e "na ma!"inaria p"eda c"mplir el

le,antamiento de tierra&(

#. OBSERVACIONES

(1 Se.6n la ,eri$icacin del &en&or de $"er%a &e ob&er,a !"e la& medida& tomada&

de pe&o tienen "n error m-nimo en &" lect"ra de 0(0* tomado como el error

in&tr"mental de lo& &en&ore&(

( En la experiencia &e ob&er,a !"e &e emplea la 3ercera 8e' de Ne@ton de

accin ' reaccin 'a !"e en el .ra$ico !"e &im"lamo& no& &ale &imilar al de la

$i."ra del laboratorio con "no& ,alore& pico& de *(? N ' *( N(

23


30/30


(* Se.6n la experiencia de paralelo.ramo de $"er%a& conc"rrente& ob&er,amo&

!"e para 5allar el ,alor terico aplicamo& DC8 ' para 5allar el ,alor experimental

"&amo& la le' de co&eno& para la& $"er%a&(

@. CONCLUSIONES

@.1 Concl"imo& !"e &e c"mple la primera condicin de e!"ilibrio en el c"al lo&,alore& experimentale& de la& $"er%a& &on ca&i i."ale& a la& terica& d+ndono& "n

error experimental m-nima(

@.2 Se concl"'e !"e la& $"er%a& 5allada& en el laboratorio &on coplanare& 'conc"rrente& 'a !"e &e dib"4 con el m;todo del paralelo.ramo ' 5allando la

$"er%a re&"ltante con la le' de co&eno& d+ndono& ,alore& reale&(

@., Se comprob la primera ' tercera le' de Ne@ton mediante la& lect"ra& tomada&en dic5a& experiencia& d+ndono& "no& errore& m-nimo&

@.: Se traba4 ordenadamente en el laboratorio teniendo c"idado con lo& materiale&"&ado& ' aplicando lo& concepto& de la pr+ctica(

10. BIBLIOGRAFIA 8s"! *(at " )a APA9

Se'5a67 R.7 8 9e5e%%7 9. :2003;. Fsica pa'a cie*cias e i*?ic) " Edi%)'ial

Pea's)* Educaci+*

laboratorio 1 - fisica aplicada

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