Experiencia 4 Fisica Mecanica

4. MONTAJE.

La práctica se constituyó a partir en tres instantes diferentes. Esto es tres montajes cuya diferencia se halla en las direcciones(ángulos) de las fuerzas de tensión con respecto al eje horizontal. En tanto se adjuntan evidencias del ensamblaje del sistema en el laboratorio.

5. RESULTADOS Y ANALISIS.

Tabla 1. Datos de análisis.

A partir de los datos  referenciados en la Tabla 1 se procedió  a  analizar cada montaje . Con ello, también se aclara la trascendencia de los diagramas de cuerpo libre, que en todos lo casos el peso W de la masa M es igual a T3,  por lo que se  detuvo en la información proporcionada por  los DCL del nodo (punto O), reemplazando T3 por W.

Primera Ley de Newton o de la inercia.                                 (Condición de equilibrio)

[pic 1]

A partir del criterio de esta ley y los respectivos diagramas de cuerpo libre (DCL) podemos encontrar ecuaciones para calcular el valor de ambas tensiones en los tres momentos.

Procediendo con el primer montaje tenemos:

[pic 2]Diagrama 1. Primer montaje/ punto O.

[pic 3]                Diagrama 2. Primer montaje/ masa M.

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

)) ))[pic 7][pic 8]

1).[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

2). [pic 13]

Reemplazamos T2  de la ecuación 1 en la 2.

 [pic 14]

 [pic 15]

 [pic 16]

[pic 17]

3). [pic 19][pic 18]

Reemplazamos T1 de la ecuación 3 en la 1.[pic 20][pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

4).  [pic 24]

[pic 25]Diagrama 3. Segundo montaje/ punto O.

[pic 26]   Diagrama 4. Segundo montaje/ masa M.

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

)) ))[pic 30][pic 31]

1).[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

2). [pic 36]

Reemplazamos T2  de la ecuación 1 en la 2.

 [pic 37]

 [pic 38]

 [pic 39]

 [pic 40]

[pic 41]

3). [pic 43][pic 42]

Reemplazamos T1 de la e                                           . Tercer montaje/ punto O.[pic 44][pic 45][pic 46]

[pic 47]       Diagrama 6. Tercer montaje/ masa M.

[pic 48]

[pic 49]

[pic 50]

)) ))[pic 51][pic 52]

1).[pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

2). [pic 57]

Reemplazamos T2  de la ecuación 1 en la 2.

 [pic 58]

 [pic 59]

[pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

3). [pic 64][pic 63]

Reemplazamos T1 de la ecuación 3 en la 1.[pic 65][pic 66]

[pic 67]

[pic 68]

4).  [pic 69]

Ahora bien, el menos que se forma entre los ángulos de los senos en los montajes 2 y 3, denota el carácter negativo del ángulo que le procede, dado que en el campo físico ningún ángulo adquiere un valor de ese tipo.

En tanto, se nota que el ángulo que forman las correspondientes tensiones en un plano cartesiano (abstracto) son negativas, y ese menos está definido precisamente por ello. Por ende, las expresiones equivalen a las del primer montaje desde el punto de vista matemático, es decir sabiendo que los ángulos son negativos ese menos es despreciable. Diferente sería en la física, donde los ángulos al ser medidas siempre serán positivos, y ese menos resulta oportuno.

En base a lo anterior es posible comparar las medidas de las tensiones tomadas con el dinamómetro, y los valores calculados mediante las ecuaciones especificadas. Consideramos los promedios de los ángulos y la aceleración de la gravedad en la Tierra (9,81m/s2). Por consiguiente, se tiene que:

Montaje 1

[pic 70]

[pic 71]

Montaje  2

[pic 72]

[pic 73]

Montaje 3

[pic 74]

[pic 75]

Con lo anterior, se puede notar que los valores experimentales no difieren mucho de los calculados matemáticamente. Esto nos permite inferir de los datos empíricos que el error de paralaje fue pequeño, el sistémico igual y que la masa de la cuerda fue mínima casi que despreciable.

Pese a interpretar ello, es conveniente encontrar las exactitudes (errores absolutos) , precisiones e incertidumbres (errores cuadráticos) de las fuerzas de tensión medidas. En ese orden, se efectúan:

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