Ley de newtoon
Enviado por brayanbenavides • 26 de Octubre de 2015 • Informe • 1.348 Palabras (6 Páginas) • 134 Visitas
Laboratorio primera ley de Newton
(Equilibrio mecánico)
Brayan Gustavo Benavides Flórez
Código: 42151161 Grupo 42
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CIENCIAS BASICAS LABORATORIO FISICA l
05/OCTUBRE/2015
Introducción
En este capítulo veremos la primer ley de newton en forma que la sumatoria de fuerzas sea cero y no en un estado de inercia como generalmente es conocida esta ley. Y para esto veremos el equilibrio mecánico y fuerzas como vectores de magnitud y dirección.
Equilibrio mecánico
El equilibrio mecánico es un estado estacionario en el que se cumple alguna de estas dos condiciones: Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos sobre cada partícula del sistema es cero.
Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero.
La segunda definición es más general y útil, especialmente en mecánica de medios continuos.
Fuerza y dinámica de la partícula
Una fuerza es una acción tal que aplicada sobre un cuerpo modifica su velocidad (mediante una aceleración). La fuerza es una magnitud vectorial. En el sistema internacional se mide en Newton.
Fuerza resultante
Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas se pueden sumar las mismas de forma vectorial (como suma de vectores) obteniendo una fuerza resultante, es decir equivalente a todas las demás. Si la resultante de fuerzas es igual a cero, el efecto es el mismo que si no hubiera fuerzas aplicadas: el cuerpo se mantiene en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, es decir que no modifica su velocidad. Este efecto reflejaría la primera ley de Newton.
Cuando nos presentan modelos a graficar en la mayoría de los casos no tenemos las coordenadas de los vectores sino que tenemos su módulo y el ángulo con el que la fuerza está aplicada. Para sumar las fuerzas en este caso es necesario descomponerlas proyectándolas sobre los ejes y luego volver a componerlas en una resultante (composición y descomposición de fuerzas).
Fuerza equilibrante
Se llama fuerza equilibrante a una fuerza con mismo módulo y dirección que la resultante (en caso de que sea distinta de cero) pero de sentido contrario. Es la fuerza que equilibra el sistema. Sumando vectorialmente a todas las fuerzas (es decir a la resultante) con la equilibrante se obtiene cero, lo que significa que no hay fuerza neta aplicada. Para medir el ángulo de la fuerza equilibrante se hace desde 180° como punto inicial.
OBJETIVOS
- Manejar los conceptos aprendidos en la teoría para práctica en laboratorio sobre la primera ley de newton.
- Aplicar fórmulas para la obtención de datos teóricos y usar la mesa de fuerzas para los datos experimentales.
- Construir modelos de equilibrio mecánico por fuerzas en forma de vectores de magnitud y dirección.
Hipótesis
Para encontrar valores de fuerzas en equilibrio se puede hacer por medio teórico y experimental llegando a los mismos valores o con un margen de error considerable.
MARCO TEORICO
Para graficar o describir una fuerza se necesitan vectores en ejes (w, y) para cual se utilizan las siguientes formulas generales:
MODULO DIRECCIÓN: [MAGNITUD(N)-DIRECCIÓN (°)]
(F; θ) para hallar coordenadas en ejes: Eje x: F cos (θ) Eje y: F sin (θ)
[COORDENADAS (x, y)]
Para hallar
(X, Y): modulo= ; dirección= con respecto al eje más cercano de x[pic 1][pic 2]
Para hallar el ángulo preciso es necesario aplicar un par de cálculos:
- 1° cuad= Fx, Fy>0: [pic 3]
- 2° cuad= Fx<0, Fy>0 : 180-[pic 4]
- 3° cuad= Fx, Fy<0: 180+[pic 5]
- 4° cuad= Fx>0, Fy<0: 360-[pic 6]
Cuando tenemos experimentos con datos teóricos y practico es lógico hallar un porcentaje de error y para esto la fórmula:
[pic 7][pic 8]
Diseño experimental
El trabajo se ha realizado en dos partes; la primera es teórica por la cual hallamos matemáticamente y por medio de las formulas anteriormente presentadas los valores para el equilibrio de las fuerzas. Y la segunda es la parte práctica para la cual se utilizó una mesa de fuerzas de polea para realizar las respectivas fuerzas y hallar sus fuerzas equlibrantes.
Materiales
Mesa de fuerzas, juego de pesas de laboratorio, calculadora, hoja de apuntes y lapicero.
Magnitudes físicas a medir.
Como estamos trabajando con vectores de fuerza es lógico hablar de newton (N) como su medida y como son vectores también emplearemos los grados (°) o en su defecto radianes (rad).
[pic 9]
Procedimiento.
Para la primer parte (teórica) es necesario saber una clase de datos ya sea de los vectores equilibrantes o del vector de fuerza, y con estos calcular matemáticamente su acompañante para el equilibrio del sistema.
Para la práctica también es necesario un dato inicial si es un vector fuerza, se coloca la polea y el peso del vector en el ángulo dado y los vectores equilibrantes se localizan en dirección contraria como eje x en (0-180) ° y en eje y (90-270)° y empezar a aplicar peso en las poleas hasta lograr un equilibrio del sistema.
Al tener valores teóricos y prácticos solo toca hallar sus porcentajes de error. Por medio de la ecuación dad en el marco teórico.
Diagrama del diseño experimental
Datos iniciales[pic 10]
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