Estudio De Fuerzas: Fuerzas En Equilibrio

RESUMEN

La experiencia número 4 consistió en realizar dos experimentos de sistemas de poleas, el primero fue polea fija y el segundo polea móvil. Para poder llevar a cabo las experimentaciones fue necesario enganchar tres objetos con distinta masa, obteniendo así mismo los ángulos que manifestaban las cuerdas que sostenían las distintas masas, además con ayuda de un sensor de fuerza se logró obtener las tensiones que presentaba la cuerda, todo esto con el fin de lograr realizar los cálculos necesarios para poder manifestar si el equilibrio se cumplía de manera correcta, y de no ser así observar los errores que afectaron el resultado del cálculo.

INTRODUCCIÓN

La polea es un objeto muy antiguo, inventado para facilitar el trabajo al hombre permitiéndole levantar objetos de una gran masa con menor esfuerzo, es por esto que es considerada una máquina simple. Además de facilitar la vida al hombre, en los experimentos pronto a exponer, la polea fue fundamental, puesto que con ella fue posible calcular el equilibrio de los sistemas de poleas que se realizaron.

A continuación, se expondrá de manera más detallada el modo en que fueron ocupadas las poleas, situando el caso de poleas fijas y poleas móviles. No obstante, para lograr un buen entendimiento de esta experiencia es necesario conocer algunos términos:

Fuerza de tensión: La tensión (T) es la fuerza que existe por la interacción de un resorte, cuerda o cable cuando está atado a un objeto y se jala o tensa. Esta fuerza ocurre hacia afuera del cuerpo y es paralela al resorte, cuerda o cable en el punto de unión.

Informe No2: Estudio de Fuerzas: Cuerpo en Equilibrio

Fuerza de equilibrio: Se describe como ‘’ las fuerzas se anulan mutuamente y el cuerpo se encuentra en equilibrio’’, esto se debe a que siempre hay una fuerza actuando sobre los cuerpos, sin embargo, su presencia no siempre queda en evidencia, puesto que en ocasiones las fuerzas que interactúan sobre un cuerpo se neutralizan entre sí.

MÉTODO EXPERIMENTAL

Para el experimento 1 se necesita comprobar que la condición de equilibrio estático descrita por la

primera ley de Newton es 0 ( !=0). Para comprobarlo se montó un sistema de dos poleas donde se dispusieron dos sensores de fuerza a distintas alturas. Frente a cada sensor hay una polea fija y a nivel por las que pasa una misma cuerda de masa despreciable que sostiene a un cuerpo de masa “m” y une los sensores (para esta experiencia se ocupó tres masas distintas). Luego, en el punto de concurrencia de la cuerda donde cuelga el cuerpo de masa “m” se puso un medidor de ángulos.

El sensor de fuerza midió muchos datos en muy poco tiempo por lo que se sacó el promedio de las primeras 50 fuerzas que midió cada sensor para

obtener !! y !! respectivamente. Las masas se pesaron en una balanza digital y con esto se procedió a obtener los resultados respectivos.

Para la segunda experiencia se requirió montar un sistema de solamente una polea, la cual fue designada como móvil. Este experimento se hizo de la misma manera que el anterior, se utilizaron tres objetos con masa desigual, siendo cada uno de ellos pesado en una balanza digital, posteriormente, se engancharon en la polea las distintas masas, las cuales estaban conectadas a un foto sensor que daba las medidas de las fuerzas mediante un programa computacional; para realizar





el cálculo de la tensión, cabe mencionar que fue considerada la masa de la polea, siendo así la masa total con que fue registrada la tensión, la sumatoria de la masa del objeto y de la polea.

!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!" !"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

"""""""" "

"

"

"

"

" """""""""""""""""""""""""""""""""""" "

Los datos compilados están en la siguiente tabla:

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para al experimento 1 al obtener todos los datos necesarios para verificar la condición de equilibrio, se construyó la siguiente tabla:

Masa 1

Masa 2

Masa 3

!!(N) x10-3

(584±4)

(297±4)

(435±3)

!!

m(gr) x10-3

51o

50o

51o

(100333±1)

(50481±1)

(73722±1)

!!(N) x10-3

(661±4)

(348±4)

(495±4)

!!

54o

...