Departamento de Ciencias Naturales

Universidad Pedagógica Nacional “Francisco Morazán”

Facultad de Ciencia y Tecnología

Departamento de Ciencias Naturales

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Asignatura: 

Física General I

Practica de laboratorio N° 3

Carácter vectorial de la fuerza

Introducción

El presente informe contiene la práctica  de laboratorio N° 3, el cual lleva por nombre  “Carácter vectorial de la Fuerza”.

La fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, “fuerza es toda causa agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. Es toda aquella causa capaz de poner en movimiento, parar, deformar o cambiar de dirección (desviar) un cuerpo. Las fuerzas son magnitudes vectoriales”.

Una magnitud vectorial se representa por medio de un segmento orientado llamado vector. Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas sus efectos se suman. Podemos encontrar una fuerza resultante que produzca esos mismos efectos, es así que a través  del presente informe presentamos un reporte de lo realizado en la práctica de laboratorio en el cual se  utilizo un sistema constituido por tres cuerpos que se mantienen en equilibrio traslacional, el mismo constituye el sistema de apoyo para realizar los cálculos efectuados para llegar a nuestras conclusiones, observaciones y análisis de datos.

Objetivos

Al finalizar esta práctica el estudiante será capaz de:

1. Mostrar con hechos concretos que la fuerza es una cantidad vectorial.
2. Caracterizar de manera general el estado de equilibrio trasnacional de un cuerpo o sistema.

PROBLEMA

Considere el sistema mostrado en la figura. Los cuerpos identificados con las letras A y B tienen respectivamente masas desconocidas mA y mB, mientras que la masa del cuerpo C se conoce; el sistema se encuentra en equilibrio. Los cuerpos A y B están atados a los extremos de una cuerda ligera, la cual se apoya a su vez en dos poleas que giran sobre ejes sin fricción. Determine la masa respectiva de los cuerpos A y B que le entrega su instructor utilizando un montaje similar al mostrado en la figura.

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                                         ɵ A                      ɵ B[pic 11][pic 12]

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Material y equipo

• Soporte en I
• Un par de poleas
• Un transportados media luna con base magnética
• Un juego de pesas (con pesas de 50, 100 y 200 g)
• Cuerda de Nailon delgado
• Dos pesas con cabeza giratoria
• Balanza monoplato, de tripe brazo y pesas móviles
• Un par de sujetadores para papel (Clip)

Procedimiento Experimental

• En primera instancia se comenzó con la lectura y explicación de la guía para  la Práctica de Laboratorio “Carácter Vectorial de la Fuerza” brindada por parte del instructor.

• Teniendo el material de laboratorio comenzamos al montaje de la practica de  laboratorio. En el cual colgamos los cuerpos A y B con la cuerda de nailon a las poleas del soporte en I y luego colgamos el cuerpo C en medio de las dos poleas con una de masa 200 g. se procedió a colocar el transportador media luna con base magnética en el punto donde cuelga la masa C para medir los ángulos de los cuerpos A y B.
• Agregamos mas masa al cuerpo C hasta lograr que los ángulos A y B alcanzaran valores superiores a 40° y registramos los datos en la tabla 3.1

• Por último medimos la masa de los cuerpos A y B con una balanza para poder comparar los resultados de los cálculos del experimento y lo registramos en la tabla 3.2.

Cálculos

Tabla 3.1 Registro de los datos experimentales

Tabla 3.2 Registro de las masas en la balanza

• Determinando los valores  de las masas de los cuerpos A y B a partir del diagrama de cuerpo libre del sistema montado.

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  =  230.2 g
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   = 248.1 g[pic 26]

• Angulo critico promedio y su incertidumbre absoluta:

Valor promedio de los ángulos

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Angulo A

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Angulo B        

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Incertidumbre absoluta

Incertidumbre del transportador= ±0.05°

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mA=   máx.=45.05° y   min=44.95°[pic 31][pic 32]

mB=   máx.=49.05° y   min=48.95°;   [pic 33][pic 34]

Observaciones y Análisis de Datos

Después de haber realizado los cálculos en los cuales se encontró el valor de la masa A (mA) y masa B (mB) por medio del diagrama de cuerpo libre basado en el montaje propuesto en el laboratorio, concluimos:

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