Mesa de fuerzas

Fundación Universidad de América, Ingeniería de Petróleos, Laboratorio de Física, Mesa de fuerzas, Carolina Alvarado y Nicolás García.

RESUMEN

En la práctica de laboratorio se utilizó una mesa de fuerzas para establecer un sistema en equilibrio, en el cual se busca estudiar las fuerzas y comportamiento cuando se varían los ángulos y también la masa de las pesas utilizadas, a continuación se halló la magnitud y dirección de cada una de las fuerzas y utilizando la suma de vectores por el método analítico se pudo estudiar el carácter que tienen las fuerzas en términos vectoriales con el fin de mostrar que cuando un sistema se encuentra en equilibrio las componentes tanto X como Y tienen que dar un valor de 0, pero como es una práctica de experimentación hay que tener en cuenta que siempre puede aparecer un error que puede hacer variar el resultado de los datos.

OBJETIVOS

• Estudiar el carácter vectorial de las fuerzas.

• Entender el funcionamiento de una mesa de fuerzas.
• Lograr ubicar  tres fuerzas en equilibrio variando los ángulos y pesos.
• Aplicar los conceptos de suma de vectores por el método analítico Sumar las fuerzas tomando como referencia los ejes x y y del plano cartesiano.
• Calcular las fuerzas del sistema en equilibrio y analizar las fuerzas de manera vectorial.

MARCO CONCEPTUAL

Vector: es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su modulo su dirección y su sentido. (ver figura 1)

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Figura 1

Método analítico: Se hace uso de la descomposición de cada una de las fuerzas en sus componentes rectangulares y sumando las componentes sobre un mismo eje se obtiene la componente resultante sobre el eje, luego haciendo la descomposición de las componentes resultantes se obtiene la fuerza del sistema.

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Fuerza: medida de la acción de un cuerpo sobre otro, como resultado de la cual el cuerpo cambia su estado de movimiento o equilibrio. La acción de una fuerza sobre un cuerpo se determina por los tres elementos siguientes:

(a) punto de aplicación de la fuerza.

(b) dirección de la fuerza.

(c) magnitud de la fuerza.

Magnitud: Se refiere a la longitud del segmento, que se representa por un valor numérico positivo. También se le denomina modulo o norma.

Dirección: La dirección de un vector está determinada por la recta que lo contiene. Determina el ángulo  que forma el vector  con el semieje positivo de .[pic 5][pic 6][pic 7]

Mesa de fuerza

DESCRIPCIÓN

Para hacer los tres montajes, primero se debían establecer los ángulos con los que se iban a trabajar, posteriormente se debía establecer cierto peso en cada hilo para que se pudiese alcanzar el equilibrio del sistema, el equilibrio se lograba cuando el aro que al cual estaban amarrados los 3 hilos no tenía que tocar el pin de aluminio que se encontraba en el centro de la mesa de fuerzas. Una vez logrado el equilibrio seguía la captura de los datos con el fin de posteriormente hallar todos los datos requeridos como lo eran las fuerzas y la descomposición de las mismas con los cuales después

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DATOS Y CALCULOS

MONTAJE # 1

Cuando ya se conoce la masa y la dirección de las fuerzas se puede hallar el peso que es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. Y se expresa con la siguiente fórmula:

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Siendo  el peso,  la masa y  la gravedad que es una constante. [pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]

Esta fórmula se aplica a los siguientes montajes, variando los datos respectivos de masa.

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A continuación se descomponen las fuerzas en sus componentes rectangulares.

En el eje X:

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En el eje Y:

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MONTAJE # 2

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