Laboratorio de física: medidas directas de longitud, masa y tiempo

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1. INTRODUCCION

En la presente experiencia, trataremos de analizar el efecto de un grupo de fuerzas aplicadas a un cuerpo y cuyo punto de aplicación es común a todas las fuerzas, razón por la cual decidimos que son concurrentes. Mediante la práctica y utilización de los elementos del laboratorio, como la mesa de fuerzas, indispensable para esta experiencia, podremos comprobar la existencia de una resultante de fuerza, equivalente a todas las fuerzas aplicadas.

1. OBJETIVOS

• Comprobar las condiciones de equilibrio de la estática, para las fuerzas coplanarias concurrentes.
• Descomponer un vector y hallar tanto su resultante, su equilibrante y dirección.
• Sumar dos vectores y obtener su resultante, equilibrante y drección.

1. MARCO TEORICO

Cuando se aplican dos o mas fuerzas sobre un mismo cuerpo, si se suman estas fuerzas, se obtendrá una fuerza resultante o neta, si el resultado es igual a cero, entonces tenemos un sistema equilibrado.

Un sistema de fuerzas concurrentes, es aquel para lo cual existe un punto en común para todas las rectas de acción de las fuerzas componentes. La resultante es el elemento más simple al cual puede reducirse un sistema de fuerzas. Como simplificación, diremos que es una fuerza que reemplaza a un sistema de fuerzas, se trata de un problema de equivalencia por composición, ya que los dos sistemas (la fuerza componente por un lado, y la fuerza resultante por el otro), producen el mismo efecto sobre un cuerpo.

En el estudio de la física se encuentra con cantidades que poseen magnitudes, dirección, sentido y punto de ubicación, se trata de los vectores.

Desde el punto de vista magnético, un vector es un segmento dirigido.

La fuerza, velocidad, tensión, son vectores puesto que cumplen con la definición como tal; un vector A, en el plano tiene componentes x y y, dadas sus proyecciones sobre tales ejes que se pueden especificar por:

AX = A(Cosθ)

AY = A(Senθ)

Se toma θ como ángulo absoluto que forma el vector con el eje X en la fórmula nversa. Si un vector tiene componentes X y Y, el valor de su magnitud A, viene dado por:

A=√(AX^2+ AY^2)

Su dirección relativa viene dada por:

Ø=tan-1(AY/AX)

Donde Ø se puede sumar por muchos métodos, uno de ellos es la suma de componentes, por ejemplo de dos vectores A y B, donde cada vector se descompone en X y Y. Se suma por separado sus componentes respectivos, obteniendo una resultante en cada eje.

Por otra parte, el vector que compensa el efecto del vector resultante de dos vectores se llama vector equilibrante, es aquel cuya magnitud es igual al resultante pero su dirección es igual a 180 grados, desplazando en sentido contrario.

1. MATERIALES

1. METODOLOGIA

Inicialmente se dieron a conocer los instrumentos que serían necesarios para ejecutar con eficiencia la práctica, estos instrumentos fueron la mesa de fuerza, poleas, porta pesas, hilo fino, argollas, nivel y juego de pesas.

Teniendo identificados, tanto los instrumentos como los pasos a seguir, procedimos a suspender los diferentes pesos y ángulos de la mesa de fuerza, se obtuvo una fuerza equilibrante, se determinaron los valores extremos, tanto en los ángulos como en las magnitudes de las fuerzas, para los cuales la argolla mostró desplazamiento apreciable; estos datos fueron registrados en sus respectivas tablas; en base a su información, hallamos el resultante y el equilibrio, para cada uno de los casos, utilizando los métodos experimentales, construimos una tabla con los valores hallados para la equilibrante y la resultante. Finalmente calculamos los componentes perpendiculares de un vector y suma de vectores coplanares.

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