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Reporte de práctica 1, laboratorio de Estática. Facultad de Ingeniería UNAM

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  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO F A C U L T A D DE I N G E N I E R I A LABORATORIO DE MECANICA ESTATICAPrctica 1 Medicin de dimensiones fundamentales Grupo: 13Brigada: 1Profesor: Ing. Gregorio Prez Miguel Alumnos: Alba Hernndez Jorge Ivn Torres Bautista Edgar Eduardo Zamora Chairez Jorge Alberto Fecha de realizacin: 27 agosto -2012 Fecha de entrega: 04 marzo 2013

2. OBJETIVOS Medicin de dimensiones mecnicas fundamentales: Longitud, Tiempo, Masa y Fuerza. Elaboracin de grficas tiempo-posicin para un cuerpo que se deslice sobre una rampa. Elaboracin de la grfica elongacin-fuerza para resortes que se sujeten a deformaciones Anlisis de situaciones de equilibrio mecnico respecto a configuraciones en las que se usen resortes.1 3. INTRODUCCIN En esta prctica se trata cules son las mediciones mecnicas fundamentales, representaremos de manera grfica cual es la longitud o distancia que recorre un objeto en un tiempo determinado y tambin, el tiempo que tarda en pasar de un punto a otro.Tambin determinaremos como acta la masade un objeto sometido a varias fuerzas, paraterminar por entender el concepto de fuerza y los efectos al aplicar fuerzas sobre un cuerpo, de manera experimental. En el documento se encuentran las tablas y graficas con los datos obtenidos durante el experimento, con las que se justifican todas las dimensiones fundamentales mencionadas, adems de los clculos realizados para obtener el tiempo y posicin de un cuerpo que se desliza en un pequeo riel de aire (es decir, elimina la friccin), con los resortes se medir la elongacin-fuerza que llevan sujetos una deformacin, con los datos en una grfica y una tabla para entender mejor los resultados, teniendo en cuenta que en estos dos proyectos se utilizaran las dimensiones mecnicas fundamentales. El anlisis de situaciones de equilibrio mecnico en la cual se usen resortes ayudara a fundamentar nuestros conceptos de elasticidad y cuando un resorte se encuentra en equilibrio sosteniendo un objeto. Todo esto se tratara de puntualizar y llevaremos a cabo en esta prctica teniendo en cuenta los conceptos que ya tenemos.2 4. EQUIPO QUE SE UTILIZO a) Marco metlico b) Flexmetro c) Riel de aire con accesorios d) Resortes e) Dinammetro de 10N f) Sujetador para resorte g) Cronometro digital con sensores h) Masa de 500gr3 5. ACTIVIDADES PARTE 1. 1. Ubicamos dos puntos A y B sobre el riel de aire como se indica en la figura. Consigne la distancia d. 2. Con la compresora encendida permitimos que el cuerpo deslizara libremente a partir del reposo. 3. Medimos el tiempo que empleo el cuerpo en recorrer la distancia d entre los puntos A y B.Consigne dicho valor en la tabla No.1 como evento nmero 1.4.5 4.45 4.4 4.35 4.3 4.25 4.2 4.15 4.1 4.05 1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m1.30 m t1t2t3t4t5t6t7t8t9t104 6. rdio de incertidumbre: Tiempo mximo= |Valorpromedio-Valorregistrado|=0.154 4. Sin apagar la compresora repetimos las actividades 2 y 3 hasta completar la tabla No1. 5. Ahora, definimos un intervalo de tiempo de manera que con respecto a l y a partir del reposo, el cuerpo se desplace recorriendo la mayor parte del riel. 6. Permitimos que el cuerpo deslizara libremente a partir del reposo 7. Mida la distancia recorrida durante el intervalo de tiempo definido, consigne dicho valor en la tabla No.2 como evento nmero 1.5 7. Distancias 1.74 1.72 1.7 1.68 1.66 1.64 1.62 1.6 1.58 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg 5 seg d1d2d3d4d5d6d7d8d9d10rdio de incertidumbre para la distancia= distancia mxima= |Valorpromedio-Valorregistrado|=0.0466 8. Actividades parte 2 evento 1 2 3 4 5 6 7 8 9Primer Resorte Elongacin (mm) 54 62 77 89 104 117 130 144 158F (N) 0 1 2 3 4 5 6 7 8Segundo Resorte Elongacin (mm) F (N) 52 0 67 1 74 2 90 3 102 4 113 5 125 6 136 7 147 87 9. Parte 3punto a b ccoordenadas x (cm) 2.6 45.3 27.5y (cm) 62.5 54.9 26.38 10. Cambiando el sistema de referencia con C en (0,0); y haciendo diagrama de cuerpo libre:punto a b ccoordenadas x (cm)-24.9 17.8 0y (cm) 35.7 28.6 0De la imagen podemos obtener los ngulos de las fuerzas F1 y F2 a travs des de los vectores: ca y cb. el ngulo respecto a la horizontal de: F1= angtan()= 55.10F2= angtan()= 58.10W= 270Resorte 2, punto a Ln1=8.5[ cm ] 1= 3.3 [ cm ]Resorte 1, punto b. Ln2= 9 [ cm ] 2=3.6[ cm ]9 11. CUESTIONARIO1 y 2. Con los datos consignados en las tablas No.1 y No.2 elabore las graficas correspondientes (t-d). Estime la incertidumbre para el tiempo y para la distancia. La incertidumbre puede cuantificarse como el mximo de todos los valores absolutos de la diferencia del valor promedio y cada valor registrado. Registrado *Grficas se encuentran en la pgina 4, 5 y 6 R1 y R23. Con los datos consignados en la tabla No.3, elabore las grficas correspondientes . Emplee el mtodo de los mnimos cuadrados (ecuaciones I y II) para establecer las expresiones analticas que muestren a la fuerza como funcin de la elongacin para cada resorte.10 12. RESORTE 1:b=-3.817 m=0.0752 RESORTE 2b=-4.4642 m=0.08414. En la actividad 3 de la parte 3 observe que las fuerzas que actan en el punto C forman un sistema de fuerza en equilibrio. Determine las magnitudes y las direcciones de las fuerzas a partir de los datos registrados.11 13. 55.1058.10tomando en cuenta la elongacin de los resortes, y que en la F1 se encuentra el resorte 2, y en l F2 el resorte 1: F1 debe estar entre 2 y 3 [N], mientras que, F2 debe estar en poco ms de 3 [N] 5. Por otra parte deduzca analtica o grficamente, las magnitudes de las fuerzas que ejercen los resortes en el punto C. Considere g= 9.78 m/s2 F1= F1(-icos55.10+jsen55.10) F2= W= j4.89 F1+F2+W= 0 por lo que: -(0.5721)F1+(0.5284)F2+ (0)= 0 (1) (0.8201)F1+(0.8489)F2=4.89 .(2) de (2) tenemos: F2= sustituyendo F2 en (1): F1= resolviendo F1= =(5.3203-(0.8922)F1 F1===2.811512 14. sustituyendo F1 en (1) F2== 3.0440Resultados: F1= 2.8115 [N] F2= 3.0440 [N]6. Compare las magnitudes de las fuerzas obtenidas en el numeral 4 con las magnitudes obtenidas en el numeral 5. Qu concluye? Los resultados, aunque no muy exactos, coinciden, por lo que la fuerza calculada mediante mtodos analticos y el clculo experimental (en esta ocasin indirecto), se puede llegar a resultados vlidos, con muy poco margen de error (la influencia del medio y el observador).7. Elabore conclusiones y comentarios.Una vez realizada la prctica, podemos llegar a la conclusin de que: No es posible tener una exactitud completa en el desarrollo de los experimentos, ya que nuestros sentidos no son lo suficientemente exactos, como seres humanos, tenemos cierto tiempo de respuesta, que experimentalmente, podra traducirse en % de error. Tampoco existen condiciones ideales, en las cuales trabajar, los experimentos siempre estarn afectados por condiciones externas, solo podemos llegar a una aproximacin. Como comentario, es interesante como el comportamiento de un resorte puede usarse para calcular la fuerza a la que es sometido, es decir, la posibilidad de su aplicacin como herramienta de medicin. En el tercer experimento, mientras cambibamos los resortes de posicin, pudimos observar cmo el punto c iba cambiando de posicin para tener equilibrio.13