Fisica FUERZAS CONCURRENTES

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FUERZAS CONCURRENTES

Resumen

El presente trabajo pretende estudiar la relación entre el peso de un objeto a diferentesángulos y cómo esto influye en la fuerza resultante y equilibrante y con este hacer representaciones vectoriales para calcular la fuerzas mediante cálculos matemáticoanalizando el carácter vectorial. Apoyándonos en una mesa de fuerza como instrumentodidáctico para analizar los ángulos dependiendo de su peso guiándonos con su alineación desu aro en el centro de la mesa de fuerza

1. Introducción

El instrumento didáctico fue una mesa defuerzas el cual permite realizar las fuerzassobre el anillo mediante cuerdas que pasanpor una polea de baja fricción y sostienenpesos en sus extremos. La mesa defuerzas tiene un pequeño anillo que essometido a la acción de varias fuerzasdiferentes y conocidas.De esta manera podemos conocer lamagnitud de las fuerzas midiendo pesos.Además, el instrumento cuenta con unagraduación de su circunferencia quepermite medir ángulos y definir la direcciónde las fuerzas. El propósito más general deesta experiencia es verificar que las fuerzasdeben ser tratadas como vectores.

2. Aspectos experimentales2.1. Equilibrio de dos pesos

Se realizan varias pruebas con únicamentedos pesos comenzamos con pesos igualesy pequeños, se lograba fácilmente elequilibrio en la mesa. Pero se intenta conpesos diferentes y no es posible equilibrarlafácilmente

2.2. Equilibrio con tres pesos

La segunda actividad se pone tres pesosarbitrarios en el porta pesas, procurandoque la masa total de la pesa sea mayor que100 g ya que esto nos permite ignorar elefecto de fricción en las poleas. Este esmás complicado que el anterior paso yaque es un poco más complejo obtener unaalineación del aro con en el centro de lamesa, ya que al obtener un precisiónexacta se van a tener unos mejoresresultados en el cálculo matemático.

2.3. Equilibrio con cuatro pesos

La última es utilizar todos los hilos de lamesa de fuerza poniendo 4 pesosarbitrarios y obtener una alineación del arocon en el centro de la mesa

Análisis y resultados3.1. Mesa con 2 pesas

A continuación se presentan los datos, graficas y cálculos del procedimiento con dos fuerzas.

Masa 1: 20 gr, Masa 2: 20 gr, Angulo *= 180 ºF1+F2=0, donde F1=-F2. es decir que la F2 es el igual del resultante de F1.

F1x= F1cos= 0.19N1 cos 180º = -0.19 N

F1y= F1sen= 0.19 N sin 180º= 0 gr Luego realizamos el cálculo de la fuerza que se necesita.(copia1)….

Así que el peso teórico con el obtenido esel mismo y con esto se demuestre que seencuentra en equilibrio las fuerzas

3.2. Mesa con tres pesas

A continuación se presentan los datos, graficas y cálculos del procedimiento de tres fuerzas.

F1= 79 º, 100 gr ,F2= 208 º, 110 gr, F3= 335 º, 90 gr Particularmente si sobre el cuerpo actúan tres fuerzas entonces: F1+F2+F3=0 , donde F1+F2=-F3es decir que la F3es el igual del resultante de F1+F2

F1x= F1cos= 0.98 N cos 79º = 0.18 N

F1y= F1cos= 0.98 N sin 79º = 0.96 N

F2x= F2cos= 1.07 N cos 208º =- 0.94N

F2y= F2cos= 1.07 N sin 208º = -0.05N

Luego hacemos las respetivas sumatorias de fuerzas en x e y.

Fx=F1x+F2x= 0.76 N

Fy=F1y+F2y= 0.97 N

Luego realizamos el cálculo de la fuerza que se necesita (copia2)

Comparamos la fuerza resultante con la de fuerza real obtenida en el experimento.

Diferencia: 1.23 N - 0.88 N = 0.35 N, Asi que el margen de error en pesos fue del-28.4 %

El Angulo correcto para que nos hubiera dado la sumatoria de fuerzas igual a cero es: (copia3)

Y si lo comparamos con el ángulo resulta una diferencia de (335º - 321.83º ) 13.16ºCon un Porcentaje

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