FUERZA EN EQUILIBRIO

21 DE OCTUBRE DEL 2014 MARCOS CANCINO DYLAN FIGUEROA

Objetivos

El objetivo de este experimento es comprobar el carcter vectorial de las fuerzas observando que la suma de fuerzas realizadas experimentalmente est de acuerdo con la suma grfica y con la suma analtica de estas al representarlas como vectores.

Materiales utilizados

Para poder realizar esta experiencia de forma correcta, se necesit de ciertos materiales que fueron los siguientes:

-mesa de fuerza.

-conjunto de pesas.

-transportador.

-escuadra.

-regla.

-hoja milimetrada.

-lpiz grafito.

Procedimiento:

Determinacin de la suma y de la equilibrante de dos fuerzas a y b (vectores), mediante un procedimiento grfico.

Considere dos fuerzas a y b, de magnitudes de 165 [gf] y 240 [gf], respectivamente y que forman entre ellos un ngulo de 129,7. Haga un diagrama eligiendo una escala (escala usada: 20gr=1cm) y sumar las fuerzas como vectores.

De acuerdo al resultado obtenido obtenga la magnitud y direccin de la fuerza equilibrante E de las dos fuerzas sumadas.

Anote sus resultados en su cuaderno de laboratorio.

Determinacin de la suma y de la equilibrante de dos fuerzas, a y b, mediante un procedimiento analtico.

Represente las dos fuerzas a y b citadas anteriormente, en un sistema de dos ejes XY. Encuentre sus componentes rectangulares y exprese cada fuerza en funcin de sus componentes rectangulares.

Realice la suma analtica de las fuerzas a y b.

Indique magnitudes y direccin (ngulo) de la fuerza E de a y b.

Determinacin experimental de la equilibrante E de a y b: mesa de fuerza

Utilice dos cuerdas para aplicar al anillo de las fuerzas a y b. para ello cuelgue pesas 165 [g] y 240 [g] respectivamente en cada cuerda. Ubique las cuerdas de manera que formen entre ellas un ngulo de 129,7.

Para intentar el equilibrio de las dos fuerzas a y b, tome como gua los resultados obtenidos para E, a sea del mtodo grafico o analtico, el que usted considere mejor.

Una vez obtenido el equilibrio, informe de ello a si profesor para su revisin. Una vez terminado

este proceso, anote los resultados en su cuaderno

Preguntas:

1.- Cul es el propsito de este experimento?

Resp. Es comprobar el carcter vectorial de las fuerzas.

2.- Cuntas fuerzas se suman en este experimento y como se designan?

Resp. Se suman dos fuerzas y se designan como fuerza a y fuerza b.

3.- Cmo se suman grficamente 2 o ms vectores?

Resp. Para sumar vectores de forma grfica se tiene que aplicar la regla del paralelogramo para cada vector.

4.- Cmo se denomina la fuerza que anula a las fuerzas que suman?

Resp. Se le denomina fuerza equilibrante.

5.- Cmo se designan las tres fuerzas aplicadas al anillo?

Resp. Las tres fuerzas aplicadas al anillo de designan como tensiones.

6.- Si para representar vectorialmente una fuerza se elige la escala de 1 [cm] equivale a 20[gf], con cuntos centmetros se representa una fuerza de 165 [gf]? Y una de 240 [gf]?.

Resp. Para 165 [gf] son 8,1 cm y para 240 [gf] son 12 cm.

7.- Cmo se logran aplicar fuerzas al anillo de la mesa de fuerzas?

Resp. Se logra aplicar las fuerzas al anillo por medio de poleas que pasan unas cuerdas a la cual se le colocan las pesas.

8.- Cundo se dice que una partcula est en equilibrio?

Resp. Una partcula se encuentra en equilibrio cuando su velocidad es igual a cero.

9.- Cmo se denomina el dispositivo que utilizara para realizar la suma experimental de fuerzas?

Resp. El dispositivo se llama mesa de fuerzas.

10.- Cul es la condicin que deben cumplir las 3 fuerzas en la parte experimental?

Resp. La condicin que deben cumplir estas fuerzas es que al llegar al equilibrio el anillo debe estar centrado y no se debe mover de esa posicin.

11.- Que condicin cumplen la fuerza resultante y la fuerza equilibrante?

Resp. Deben anular a los vectores o fuerzas sumadas

12.- Cundo las tenciones estn en equilibrio a que corresponde su valor?

Resp. Al estar en equilibrio su valor corresponde a 0 porque la equilibran t anula a las otras 2.

13.- Exprese en componentes rectangulares el vector de mdulo 80 unidades, que forma el

ngulo de 28 con el eje X

Resp. (80 Cos 28), (80 sin 28) = (70,6), (37,56)

14-. Encuentre el mdulo de la suma de los vectores (2.06+ 3,25) + (3,97 1,28)

Resp. (6,03 + 1,98 ) modulo 6,35(u)

Procedimiento Grafico:

Se quiere determinar la fuerza equilibrante de dos fuerzas, a y b, de magnitud 165 [gf] y 240 [gf] respectivamente y que forman entre ellos un ngulo de 129,7.

Para comprender lo que va a hacer debe haber ledo previamente la descripcin del experimento en la gua.

1.- Considere las dos fuerzas, a y b, ya especificadas. Haga un diagrama, en la hoja adjunta una escala adecuada

para representar y sumar las fuerzas como vectores

2.- Del diagrama obtenga la magnitud y la direccin de la fuerza equilibrante E

|E| = 175 [gf]

= 270

Procedimiento Analtico

3.- Al diagrama anterior asigne un sistema coordenado XY con el eje X en la direccin del vector a. Obtenga las

componentes de b, midiendo as proyecciones perpendiculares a los ejes. Anote sus resultados a continuacin.

Ax = 8,25 [gf] Bx = 8,3 [gf]

Ay = 0 [gf] By = 12 [gf]

4.- Determine las componentes de la suma de las fuerzas y de la fuerza equilibrante

(a + b)x = 16,55 [gf] Ex= o [gf]

(a + b)y = 12 [gf] Ey = 8,7 [gf]

5.- Con estos valores obtenga la magnitud y la direccin de la fuerza equilibrante E.

|E| = 8,7 [gf] = 175 [gf]

= 270

Procedimiento Experimental

6.- Anotar los resultados del equilibrio de las fuerzas.

|E| = 185 [gf]

= 264

Conclusin

A travs de este experimento se pudo comprobar que toda fuerza se puede representar como

vectores, tambin se aprendi a utilizar las 3 formas de calcularlas, ya sea de la forma grfica, analtica

o experimental.

Por ultimo tambin se aprendi el correcto uso de los instrumentos para realizar este clculo de forma

experimental.