Fuerzas concurrentes

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Demostrar el carácter vectorial de la fuerza (F)

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Hallar las componentes correspondientes al vector (F)
• Hallar la resultante R de un sistema de fuerzas concurrentes
• Aplicar la condición de equilibrio transaccional

2. MARCO TEÓRICO

FUERZAS CONCURRENTES

Es aquel sistema en el que existe un punto en común para todas las rectas de acción de las fuerzas de cada componente; la resultante será el elemento más simple a la cual podrá reducirse un sistema de fuerzas.

Las magnitudes determinadas por un número real, siendo este un valor numérico definido por un vector en dos dimensiones acarreado por n plano cartesiano en el cual dicho vector es descompuesto en sus diferentes componentes; dichas magnitudes pueden ser representadas mediante factores en los que se desee aplicar. Dados los vectores hay escalares los cuales al multiplicar el vector puede que lo dilaten o lo contraigan en caso contrario.

Dada una fuerza F, de magnitud F y dirección  β sus componentes  vectoriales serán las proyecciones en un plano con eje coordenado X, Y y sus valores dados por:

Fx=FCos β  y  Fy=FSen β  

En este sistema se pueden presentar dos eventos distintos, que son los siguientes:

1. Que ambas fuerzas pertenezcan a la misma recta.

[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

 Para este evento, se pueden dar cada uno de los siguientes casos:

         A. Intensidad: igual   y  sentido: distinto.

                        [pic 7][pic 8][pic 9]

                [pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

                [pic 14]

R= F1 + F2 = 0        

Para el equilibrio de una partícula o una resultante, la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto denominadas fuerzas concurrentes Tiene que dar cero junto con la aceleración; este movimiento que actúa cuando la sumatoria de fuerzas es cero denota un movimiento uniforme, para este caso se dice que el sistema está en equilibrio si:

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B.  Que ambas fuerzan sean de igual sentido.

[pic 16][pic 17]

[pic 18][pic 19]

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C. Ambas fuerzas tienen igual dirección, pero sentido e intensidad      distinta. La resultante estas dos fuerzas, será que  el sentido  estará     determinado por el de la fuerza mayor, y la intensidad será     igual  a la diferencia de intensidad de ambas fuerzas

   [pic 22][pic 23]

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1. Que las dos fuerzas no pertenecen a una misma recta.

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Para este caso, se utiliza la ley del paralelogramo; para calcular la respectiva suma vectorial.

Ley del paralelogramo → suma de los cuadrados de los cuatros lados de un paralelogramo, será igual a la suma de los cuadrados de las dos diagonales pertenecientes.[pic 36]

[pic 37][pic 38][pic 39][pic 40][pic 41][pic 42][pic 43]

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PARA LA DIFERENCIA DE DOS RECTAS

Respecto a las dos rectas F1 y F2, se puede obtener la fuerza diferencia, es decir, se toma F2  con sentido contrario y se coloca enseguida de F1; y el vector determinado por el origen del primero y extremo del segundo es el valor de la diferencia.

1. DESARROLLO EXPERIMENTAL

3.1 Materiales y/o equipos

Los materiales a utilizar durante esta práctica, son los siguientes:

• Una mesa de fuerzas
• 3 Prensas con sus poleas
• 3 Juegos de pesas
• Un anillo con tres hilos
• Una balanza
• 3 Porta pesas

3.2 Procedimiento

La mesa de fuerzas utilizada para representar fuerzas y estudiarlas sean estas perpendiculares o no aplicadas sobre un punto central; cada cuerda pasa por una polea fijada a la mesa en cualquier punto dado un ángulo especifico en los extremos se agrega un porta pesas para así adicionarle peso.

Para empezar colocamos un porta pesas con masas la cual medimos su magnitud siendo el peso equivalente a 281 g-F en un ángulo de 80° en la mesa de fuerzas, las componentes descompuestas en factores de ejes vectoriales correspondientes serán dados como:

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