Un sistema de fuerzas

Objetivo

Demostrar e identificar las fuerzas que actúen sobre un cuerpo, representarlas mediante vectores, obtener la fuerza resultante en un sistema en equilibrio.

Marco teórico y conceptos fundamentales

Al conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le llama “un sistema de fuerzas”. Sobre un cuerpo, generalmente, actúan varias fuerzas siendo cada una de ellas una componente del sistema. Las fuerzas que coinciden en un punto reciben el nombre de “fuerzas concurrentes”. Un cuerpo de halla en equilibrio traslacional si y solo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a 0.

Tipos de fuerzas que utiliza el equilibrio traslacional:

• Fuerzas de tensión: La tensión es la fuerza que va por la cuerda en contrario al cuerpo, por ejemplo: si esta colgando entonces la tensión va hacia arriba, es como si estiras una cuerda de boongy, si la estiras mucho esta te atrae, ahi esta la fuerza de Tensión.

• Fuerzas de compresión: El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección y también, la fuerza de compresion es la contraria a la de traccion. intenta comprimir un objeto en el sentido de la fuerza.

• Pesos: En física, el peso de un cuerpo se define como un vector que tiene magnitud y dirección, que apunta aproximadamente hacia el centro de la Tierra. El vector Peso es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, a causa de la atracción de este cuerpo por la fuerza de la gravedad.

Material

Dos soportes universales

Un travesaño

Dos pinzas para soportes

Dos poleas de plástico

Una cuerda de 50 cm de longitud o hilo de cáñamo

Seis pesas (2 de 50g, 2 de 100g y 2 de 200g)

Una regla graduada

Un juego de escuadras

Un transportador

Desarrollo experimental

1. Coloca dos pesas de igual masa como se muestra en la siguiente figura y analiza el sistema para el caso de fuerzas colineales. Explica si el sistema llega al equilibrio.

2. Cambia las dos pesas anteriores por otro par de pesas donde m2=2m1, observa lo que sucede. Explica si el sistema llega al equilibrio

3. Monta el dispositivo de la nueva figura que muestra las masas en equilibrio: m1, m2 y m3. La pesa m2 colócala aproximadamente a la mitad de la cuerda. Recuerda que las 3 masas pueden ser diferentes, solo juega con los ángulos y que el sistema se encuentre en equilibrio (no se mueva)

4. Mide con un transportador los ángulos;  y  que ubican a las fuerzas 1, 2 y 3

5. Realiza el diagrama de cuerpo libre el dibujo anterior incluyendo

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