Fuerzas Concurrentes

Universidad Militar Nueva Granada, Laboratorio No. 9 de Física Mecánica

Fuerzas concurrentes

Sthephanie Gómez, Alejandro Cifuentes, Santiago Martínez y Diana Molina

Facultad de Ciencias Básicas, Departamento de Física - UMNG
Abril 3 del 2017

u5400116@unimilitar.edu.co, u5400133@unimilitar.edu.co, u5800369@unimilitar.edu.co,  u5800416@unimilitar.edu.co 

1. Objetivos

General: Comprobar que las fuerzas se comportan como cantidades vectoriales y verificar analíticamente los resultados obtenidos.

Específicos:

• Aplicar el conocimiento teórico de la Física en la realización e interpretación de experimentos.
• Construir y desarrollar argumentaciones válidas, identificando hipótesis y conclusiones.
• Demostrar destrezas experimentales y métodos adecuados de trabajo en el laboratorio.
• Demostrar hábitos de trabajo en equipo involucrando el rigor científico, el aprendizaje y disciplina.
• Consultar, interpretar y utilizar literatura científica.
• Comunicar, adecuadamente, conceptos y resultados científicos en forma oral y escrita ante sus pares, en situaciones de enseñanza- aprendizaje y de divulgación.

1. Resumen de la práctica:

La practica de laboratorio se dividió en dos partes. Pero antes de iniciar, se ubicó sobre la mesa de fuerzas, una cuerda sobre una polea a un ángulo determinado y  se colocó una masa sobre el porta- pesas.    Como indica la siguiente imágen:

[pic 1]

En la primera parte se halló las componentes rectangulares de una fuerza o vector mediante un método análitico y un método experimental.

En el método análitico, se halló las componentes de una fuerza, teniendo en cuenta el valor de la masa y el ángulo.

Y en el método experimental, se hallaron de igual forma, las componentes de una fuerza con el valor de la masa que se calculó por el método analítico y se le sumó a cada componente 180° en la dirección, para así obtener la magnitud de la fuerza.

Y en la segunda parte, se halló la fuerza resultante del vector a partir de los métodos analítico y experimental.

En el método analítico, se halló las componentes rectangulares de las fuerzas, expresándolas en función de la gravedad, teniendo en cuenta el valor de la masa y del ángulo. Y finalmente, se halló la magnitud y dirección resultantes del vector, con sus componentes rectangulares.

Y en el método experimental, se halló la magnitud y dirección del vector resultante, en la mesa de fuerzas se ubicaron dichos vectores de tal forma que el sistema quedara en equilibrio, y para la dirección del vector, se sumó 180° al ángulo dado.

1. Marco teórico:

• Definición de conceptos

Vector: Un vector es todo segmento orientado.

Propiedades de un vector:

El primero de los puntos que lo determinan se llama origen y el segundo extremo del vector. La recta que contiene al vector determina la dirección del mismo y la orientación sobre la recta, definida por el origen y el extremo del vector, determina su sentido. También, poseen un módulo, que indica la longitud del vector. Lo anterior, podría enternderse mejor con la siguiente imágen:

[pic 2]

Componentes de un vector:

En un sistema coordenado de dos dimensiones, los vectores pueden separarse en las componentes x y y. Tal y como lo ilustra la siguiente imagen:

[pic 3]

La componente x puede hallarse así: V cos θ, es decir, multiplicar la magnitud del vector V por el coseno del ángulo que forma, respecto al eje x. Y la componente y, puede hallarse así: V sen θ, es decir, multiplicar la magnitud del vector V por el seno del ángulo que forma, respecto al eje x.

Operaciones entre vectores:

• Suma de vectores

Si los vectores no tienen la misma dirección, se pueden sumar graficamente con la regla del paralelogramo. Donde a y b, tienen el mismo origen y la suma de ambos se define como la diagonal construida sobre a y b. [pic 4]

¿Qué es una fuerza?

Es una influencia capaz de modificar el estado de reposo de un cuerpo.

¿Qué es una fuerza concurrente?

Dos o más fuerzas son concurrentes si la dirección o prolongación de sus vectores se cortan el al menos un punto, es decir, tienen sentidos y direcciones opuestos y coinciden en un origen.

¿Cuales son las condiciones de equilibrio?

La sumatoria de sus fuerzas debe ser igual a cero.

1. Materiales:

[pic 5]

Mesa de fuerzas

1. Resultados:

Tabla 1. Compilación de datos según la masa, ángulo respecto al eje x, magnitud y componentes en x y en y de un vector

Tabla 2.

Tabla 3.

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