Guia Fuerzas Concurrentes

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

PROGRAMA DE FÍSICA

LABORATORIO DE MECÁNICA

EXPERIMENTO No. 2

FUERZAS CONCURRENTES

MATERIALES: Sistema de fuerzas, dinamómetros, hilo, transportador, resorte, pesas de 50 g.

OBJETIVO: Estudiar la fuerza como una cantidad vectorial y aplicar las propiedades de los vectores.

CONCEPTOS TEÓRICOS

Se va a estudiar un sistema de tres fuerzas coplanares cuyas líneas de acción se interceptan en un

mismo punto. Este sistema de fuerzas se llama fuerzas concurrentes. Los temas necesarios para esta

práctica son: suma y diferencia de vectores, vector opuesto, magnitud y dirección de un vector,

Componentes cartesianas, Suma de vectores mediante sus componentes, ley de Hooke.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El sistema de fuerzas consiste en un tablero metálico y un

conjunto de dos o más dinamómetros helicoidales que se

adhieren magnéticamente al tablero, donde está dibujado un

plano cartesiano cuyo centro, P(0,0), coincide con el punto

de referencia de un transportador de 360°, con el cual se

mide respecto al eje positivo de las x la dirección de cada una

de las fuerzas que hacen parte del sistema. Este sistema es

utilizado para estudio de la composición de fuerzas

concurrentes que actúan sobre un cuerpo (o punto) y por

consiguiente, también se estudian las condiciones de

equilibrio del cuerpo al cual están aplicadas dichas fuerzas.

El cuerpo consiste en un anillo del que se amarran cuerdas

(una por cada dinamómetro), que se une a un dinamómetro

helicoidal. El equilibrio del sistema se encuentra cuando se

hace coincidir el centro del aro con el punto (0,0) del plano

cartesiano y del transportador.

Es posible obtener varias configuraciones de fuerzas:

1) Utilizando tres dinamómetros

2) Dos dinamómetros y un resorte

3) Uno o dos dinamómetros y un juego de pesas (figura 1.)

MONTAJE DEL EXPERIMENTO

PRIMERA PARTE (configuración 1): Se colocan tres dinamómetros helicoidales en el tablero

metálico y se unen al aro a través de cuerdas de tal forma que el sistema se equilibre en cada una de las

variaciones experimentales indicadas en la tabla 1. Cerciórese de ajustar a cero cada dinamómetro antes

de buscar el equilibrio del sistema.

Figura1. Sistema de fuerzas con la

configuración de dos dinamómetros

helicoidales y juego de pesas

Profesores: Euler E. Coral Escobar, Henry Nuñez. 2 Experimento 2

Tabla 1. Configuración 1

Parámetros

a medir

Variaciones experimentales

a b c d e

F1(N)

F2(N)

F3(N)

θ1(°) 0 0 30 90 45

θ2(°) 90 120 180 180 135

θ3(°) 210 270 300 330 270

SEGUNDA PARTE (configuración 2): Se reemplaza un dinamómetro de parte uno (F3) por un

resorte de constante de elasticidad k. Represente por Fx la fuerza de equilibrio del resorte y  1 0  x  x su

deformación, la cual equivale a la diferencia entre la longitud del resorte deformado y la longitud en su

estado normal. Tenga en cuenta que al medir la longitud del resorte se toma como referencia la

separación entre

...