ESTTICA Procedimiento Malab. 03 Revisin 3 enero 2008 0

Universidad Tecnolgica de Mxico

rea mayor

Materia: Esttica

PRCTICA 2

rea: Ingeniera

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Prctica no. 2 Diagrama de cuerpo libre

Objetivos El alumno genera y prueba hiptesis mediante el desarrollo

completo de la prctica Diagrama de cuerpo libre aplicando el mtodo cientfico.

El alumno analiza sistemas fsicos para representarlos grfica y matemticamente con ayuda de un diagrama de cuerpo libre.

Obtiene el diagrama de cuerpo libre de cuerpos sometidos a fuerzas o sistemas de fuerzas que a su vez involucran distintos apoyos.

Normas de seguridad Trabajar dentro de la lnea de seguridad No comer alimentos dentro del laboratorio Manejar con precaucin el equipo para evitar accidentes

Equipo de seguridad Bata de laboratorio

Fecha de elaboracin: ________ Fecha de revisin: ___________ Responsable: ______________

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Investigacin previa Contesta las siguientes preguntas: 1. Define y explica qu es un diagrama de cuerpo libre. 2. Explica la diferencia entre una fuerza de accin y una de reaccin. 3. Explica la primera condicin de equilibrio. 4. Cmo se descompone una fuerza en sus componentes rectangulares? 5. Menciona los diferentes tipos de apoyos bidimiensionales ms comunes. Equipo 2 Soportes universales Hilo 2 Poleas 1 Transportador 2 Dinammetros 1 Bloque de madera o cuerpo rgido 1 Juego de resortes Marco terico Un diagrama de cuerpo libre es un esquema grfico vectorial que describe las fuerzas externas que actan o intervienen en un cuerpo rgido o partcula. En el caso de que un cuerpo est sometido a fuerzas concurrentes, todos lo vectores pasan por el origen de los ejes x y y; como se muestra en la figura siguiente:

Peso suspendido Fuerza de accin

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Al dibujar diagramas de cuerpo libre es importante distinguir entre las fuerzas de accin y las de reaccin. En la figura anterior, hay fuerzas que actan sobre el nudo (fuerza de accin), pero tambin hay tres fuerzas de reaccin iguales y opuestas ejercidas en el nudo (fuerza de reaccin). Diagrama de cuerpo libre

Proceso de elaboracin o construccin de un diagrama de cuerpo libre:

1. Traza un croquis e indica las condiciones del problema. Asegrate de representar todas las fuerzas externas, ya sea conocidas, desconocidas as como sus ngulos respectivos.

2. Asla cada cuerpo del sistema en estudio. Se recomienda realizar esto de forma

mental o dibujando un crculo alrededor del punto donde se aplican todas las fuerzas.

3. Construye un diagrama de fuerzas externas para cada cuerpo que se va a estudiar.

Las fuerzas se representan como vectores referidos a un sistema de coordenadas rectangulares.

4. Representar los ejes x y y con lneas punteadas o de color. Es indispensable

(sistema cartesiano). No es indispensable dibujar estos ejes horizontal y verticalmente.

5. Traza con lneas punteadas (sugerido) los triangular rectngulos correspondientes

a las componentes x y y de cada vector, y seala los ngulos conocidos a partir de las condiciones dadas en el problema.

6. Marca todas las componentes conocidas y desconocidas, opuestas y adyacentes a

los ngulos conocidos.

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Desarrollo Experimento no. 1 Cuerpo en reposo Monta o prepara los siguientes estados del cuerpo rgido con la utilizacin del bloque de madera, hilo, dinammetro y el soporte universal. Dibuja en la parte derecha de cada esquema el diagrama correspondiente con los datos de tus materiales, peso del cuerpo o bloque de madera y medicin de ngulos.

Cuerpo en reposo Diagrama de cuerpo libre

) (

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Experimento no. 2 Poleas Monta o prepara los siguientes estados del cuerpo rgido con la utilizacin del bloque de madera, hilo, juego de poleas y el soporte universal. Dibuja el diagrama correspondiente con los datos de tus materiales, peso del cuerpo o bloque de madera y medicin de ngulos de ser necesarios.

Caso A Caso B

Determina los diagramas de cuerpo libre referentes a cada caso para las poleas y cada uno de los cuerpos denotados como m1 y m2; asimismo, las componentes rectangulares de las fuerzas actuantes.

m1 m2

A B m1 m2

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Anlisis y presentacin de resultados Experimento 1 y 2: Presenta los diagramas de cuerpo libre de las fuerzas actuantes que considera en el sistema, los valores de las componentes de la fuerzas y compara tus diagramas y resultados analticos con los valores medidos con el dinammetro de ser posible su uso. Experimento 3: Para este experimento con ayuda de tu profesor dibuja el diagrama de cuerpo libre correspondiente y arma o construye con los instrumentos y equipo necesario los casos A y B; calcula las reacciones en los apoyos o fuerzas analticamente y compara los resultados con los obtenidos experimentalmente. Anota tus conclusiones. Conclusiones Escribe una pequea redaccin en la que indiques tus observaciones personales refirindote al anlisis de los resultados, indicando las habilidades y conocimientos que te brinda la experiencia de realizar esta prctica. Notas para los alumnos 1. Esta prctica se evaluar de acuerdo a los parmetros especificados en las rbricas

que encontrars en la Gua de Evaluacin del alumno correspondiente a la materia. Fuentes de informacin Beer, F.P. y Johnston, E. R., Mecnica vectorial para ingenieros: Esttica, Vol. 1,

McGraw Hill, Mxico, 1996.

Bedfor, Anthony y Wallace Fowler, Mecnica para ingeniera. Esttica, Addison Wesley Iberoamericana, Mxico, 1996.

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El presente documento es una obra colectiva que fue redactada bajo la metodologa didctica desarrollada por el Instituto de Investigacin de Tecnologa Educativa de la Universidad Tecnolgica de Mxico. Prcticas de Esttica Director de Desarrollo de Ingeniera: Ignacio Rodrguez Robles Colaboracin en la redaccin: Israel Enrique Herrera Daz Colaboracin en la validacin tcnica: Francisco Elas Ros Hernndez Colaboracin en la revisin pedaggica: Olivia Quevedo Aguilar Colaboracin en la revisin de estilo: Arturo Gonzlez Maya Roberto del Vecchyo Calcneo