Reed Electrica

EQUILIBRIO DE CUERPOS

Arango Andrés, Dávila Angélica, Gutiérrez Alejandro, Mondragón Víctor

Departamento de Física, Universidad del Valle

11 de Marzo de 2014

Resumen. Se determinó experimental y teóricamente la magnitud y el ángulo de la fuerza que equilibra un sistema sobre el cual actúan fuerzas no equilibradas. Para hacerlo se fijaron prensas en sitios diferentes en una mesa de fuerzas, en el centro se ubicó el anillo con los hilos que pasaron por cada prensa, en cada uno de ellos se colocó un portapesas; cómo en el borde de la mesa hay una escala en grados, se pudo medir el ángulo de la fuerza de tres sistemas diferentes; se obtuvo que el valor de la masa y el ángulo encontrados experimentalmente presentan una incertidumbre relativa muy baja respecto al valor teórico.

Palabras clave: Fuerza, Peso, Equilibrio traslacional, Vector.

INTRODUCCION

Según el principio de superposición, en un sistema donde actúan varias fuerzas, la fuerza resultante es equivalente a la suma vectorial de todas las fuerzas involucradas. Un sistema está en equilibrio cuando la sumatoria de las fuerzas individuales que actúan en él es igual a cero. [1]

(1)

Si dos fuerzas que actúan sobre un sistema no están en equilibrio, se puede averiguar la magnitud y el ángulo de la fuerza que equilibrará el sistema, mediante los componentes rectangulares de sus vectores (ya que la fuerza tiene una naturaleza vectorial), utilizando las siguientes fórmulas:

F_Rx=F_1 cos⁡(θ_1 )+ F_2 cos⁡〖(θ_2)〗 (2)

F_Ry= F_1 sin⁡(θ_1 )+ F_2 sin⁡(θ_2) (3)

| 〖 〗_R |= √(〖F^2〗_Rx+〖F^2〗_Ry ) (4)

Donde F_Rx es la fuerza resultante en el eje X que se calcula multiplicando la magnitud de cada fuerza (F1 y F2) por el coseno de su respectivo ángulo de aplicación ( y ), F_Ry la fuerza resultante en el eje Y que se calcula multiplicando la magnitud de cada fuerza (F1 y F2) por el seno de su respectivo ángulo de aplicación ( y ), Todos los ángulos se deben medir con respecto al eje positivo de las abscisas. | 〖 〗_R | la fuerza resultante, es decir, la hipotenusa del triángulo rectángulo cuyos catetos son las componentes de las fuerzas que intervienen en el sistema, se haya mediante la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las fuerzas (F_Rx y F_Ry), es un valor absoluto ya que siempre existe la opción de dos respuestas para una raíz: positiva y negativa. Además, para hallar el ángulo de aplicación de la fuerza resultante ( ), se utilizó la siguiente fórmula:

θ_R=〖arctan(〗⁡〖F_Ry/F_Rx 〗) (5)

Donde se calcula la arcotangente del cociente de la fuerza resultante en Y entre la fuerza resultante

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