Laboratorio de fuerzas. Equilibrio de Fuerzas

Laboratorio 3

Equilibrio de Fuerzas

Objetivos:

• Aplicar operatoria gráfica y analítica de vectores de fuerza.
• Comparar la fuerza equilibrante de la combinación de fuerzas obtenida experimentalmente con la obtenida por el método gráfico.
• Determinar la fuerza resultante por el método analítico de componentes de la suma de varias fuerzas en equilibrio en la mesa de fuerza.

Materiales:

• Escruadra milimetrada de 28 cm
• Transportador.
• 2 hojas papel milimetrado (por grupo).
• 1 caja de pesas con gancho.
• 1 nivel.
• kit mesa de fuerza.

Montaje:

En la Primera parte de este laboratorio hay que tener la precaución que la mesa este en horizontal, así podemos armar nuestro sistema de referencia cartesiano (eje x está en 0° y el eje y está en 90°).

Luego de la primera parte, en el caso 1 consta en poner dos fuerzas F1 con 100g y un ángulo de 20° c/r-x y F2 con 200g y un ángulo de 80° c/r+x, para así poder encontrar la fuerza F3 y su ángulo respectivo (fuerza equilibrante).

En el punto 2 para poder dejar en equilibrio el sistema y que nuestras fuerzas anteriores no se movieran (F1 y F2) le tuvimos que agregar a la  tercera fuerza un peso de 210g y obteniendo así un ángulo de 293° 

Mesa de fuerzas.                                    Porta masas y masas.[pic 1]

[pic 2]

        En la actividad 2

Introduccion teorica:

Cuando se le esta aplicando fuerza a un punto o a un cuerpo, se requiere de una fuerza equilibrante, en este caso en nuestro laboratorio podemos decir que tenemos dos fuerzas que son F1 y F2 aplicadas a un cuerpo, por lo que asi necesitamos una tercera fuerza que la llamaremos F3 fuerza equilibrante.

Para poder obtener el valor de la fuerza F3 se requiere de un sistema de ecuaciones, en el cual hay que sumar componente a componente de cada vector e igualarlas a cero ya que al igualarlas a cero el sistema queda en equilibrio.

[pic 3]                          

∑Fx = -F1x + F2x + F3x = 0 (1)

∑Fy = F1y + F2y – F3y=0(2)

En nuestro caso 1, sabes la información de la fuerza F1 y F2 (pesos y ángulos) al saber dicha información podemos obtener de manera analítica con trigonometría el valor de las componentes de la fuerza F3.

Sistema de ecuaciones con los datos de F1 y F2 (Analíticamente)

∑Fx= -100gcos (20°)+200gcos (80) +F3x=0

∑Fy=  100gsen (20°)+200gcos (80°)-F3y=0

Obteniendo así:

F3x= 59,24

F3y= 231,16

Ya obtenidos los valores podemos determinar su magnitud y su dirección de F3 de la siguiente manera:

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