LABORATORIO DE MECÁNICA INFORME DE LABORATORIO 3

LABORATORIO DE MECÁNICA

INFORME DE LABORATORIO 3

VECTORES DE FUERZA

ELABORADO POR:

NICOLE RODRÍGUEZ SARMIENTO     U00113772

LYNA MARCELA FORERO GÓMEZ     U00114607

YLLEN SANTAMARÍA CHACÓN           U00114573

OBJETIVOS

• Aplicar las leyes de la adición de vectores usando diferentes estructuras para determinar fuerzas en equilibrio en situaciones reales utilizando diferentes métodos.
• Saber expresar diagramas de fuerza para diferentes estructuras.
• Comparar ideas y opiniones para la toma de decisiones y planes respecto a la temática estudiada junto con sus compañeros de grupo.

MARCO CONCEPTUAL

VECTORES
Los vectores se definen como expresiones matemáticas que poseen módulo, dirección y
sentido. Estos se representan gráficamente por un segmento rectilíneo, cuya longitud en cierta escala corresponde al módulo del vector.

FUERZA
Llamamos fuerza a la medida de la acción de un cuerpo sobre otro, como resultado de la cual
el cuerpo cambia su estado de movimiento o equilibrio.
En la vida real se presentan diferentes fuerzas: fuerza de la gravedad, fuerza de atracción y
repulsión de los cuerpos electrizados e imantados, fuerza de rozamiento, etc.

Si la variación del estado de un cuerpo se expresa en la modificación de su velocidad, tenemos la manifestación dinámica de la fuerza. Si se expresa por la deformación se dice que tenemos la manifestación estática de la fuerza.

 La acción de una fuerza sobre un cuerpo se determina por los tres elementos siguientes: punto de aplicación de la fuerza, dirección de la
fuerza y magnitud de la fuerza. La magnitud de una fuerza se mide utilizando el dinamómetro.

SUMA VECTORIAL DE LAS FUERZAS

MÉTODO GRÁFICO
Para el empleo del método gráfico se debe seleccionar una escala adecuada de manera que al representar la magnitud de las fuerzas en su diagrama vectorial éste ocupe el mayor espacio
de la hoja. Los ángulos que las fuerzas forman con el eje de referencia se miden con un transportador.
- Método del Paralelogramo.

La suma de las dos fuerzas aplicadas a un mismo punto O se obtiene construyendo un paralelogramo con F1 y F2 como lados contiguos del paralelogramo. La diagonal que pasa por O representa la resultante en módulo y dirección de las fuerzas F1 y F2, se puede  medir con una regla en la escala adoptada su longitud y el ángulo con un transportador.

-Método del Polígono.

Sumar más de dos vectores (fuerzas), utilizando este método que consiste
en escoger un punto O en el plano de las fuerzas y trazar un vector fuerza. A partir de allí se coloca sucesivamente el origen de otra fuerza en el extremo del anterior hasta
agotar todas las fuerzas, y finalmente uniendo el origen de la primera fuerza con el extremo de
la última encontramos la resultante del sistema de fuerzas concurrentes en la escala escogida.
El polígono obtenido se llama polígono de fuerzas.

METODO ANALITICO

-Método de las relaciones trigonométricas.

En este caso para determinar la resultante de dos fuerzas F1 y F2 en módulo y dirección, es
necesario construir el triángulo de fuerzas ABC a mano alzada. Para construir este triángulo
trazamos el vector F1 y a partir del extremo de
F1 trazamos el vector F2, el lado AC que
cierra el triángulo ABC representa la resultante en módulo y dirección. Designaremos por el
ángulo formado por F1 y F2 y los ángulos forma la resultante con estas fuerzas
respectivamente. La magnitud de la resultante R se obtiene mediante el teorema del coseno.
 

-Método de la descomposición de fuerzas en sus componentes rectangulares.

En este caso se hace uso de la descomposición de cada una de las fuerzas en sus componentes rectangulares y sumando las componentes sobre un mismo eje se obtiene la
componente resultante sobre el eje, luego haciendo la descomposición de las componentes resultantes se obtiene la fuerza del sistema.

MESA DE FUERZA

La mesa de fuerza es un instrumento muy útil para verificar experimentalmente la naturaleza
vectorial de las fuerzas, pudiéndose componer y descomponer de manera vectorial, está
constituido básicamente por un plato circular que tiene, en la cara superior, impreso los 360º de
un círculo completo, como si este fuera un transportador. Posee además, unas pequeñas
poleas que pueden ajustarse en cualquier posición alrededor del plato, en el ángulo que uno desee.
En el centro del plato se coloca un pequeño aro metálico, del cual salen tres cables o hilos.
Éstos, se hacen pasar por unas poleas y se amarran a unos pequeños contra-pesos.
Los cables jalan con fuerza al pequeño aro, en diferentes direcciones tal suerte que, si se
equilibran, se observará al aro en la posición central de la mesa, en caso contrario, se
apreciará al aro situado hacia un costado del centro.

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