Fisica 1 L2

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Física Laboratorio de Física I L2. FUERZAS CONCURRENTES
INTRODUCCIÓN: Por todos es sabido, acerca de la gran importancia que tienen los vectores dentro de la física no solo como modelo matemático
sino también como una herramienta que permitió cuantificar muchos fenómenos físicos. Las fuerzas concurrentes son dos o más fuerzas aplicadas sobre unmismo objeto. Si el resultado de todas ellas es cero, el sistema está equilibrado y no le afectará la presencia de otras fuerzas. La representación será a base de vectores que son dibujados mediante flechas.

OBJETIVOS • Determinar experimentalmente el vector resultante en la suma de varias fuerzas coplanares cuyas líneas de acción pasan por un mismo punto. • Analizar algunos métodos gráficos parala adición de vectores. • Interpretar la precisión de una “mesa de fuerzas” EQUIPO • Mesa de fuerzas. • 4 poleas, 4 Portapesas, Hilo fino • 4 Juego de pesas de 10,2 0,50 y 100 gramos • Argolla, Nivel, Lanilla. • 3 hojas de papel milimetrado (No es suministrado por el laboratorio) MARCO TEÓRICO Concepto de dirección vectorial Los ejes de coordenadas, X, Y, se utilizan como sistema de referenciapara trazar gráficas, como se muestra en la Figura 1. Una recta orientada o eje define una dirección y un sentido. Las rectas paralelas orientadas en el mismo sentido definen la misma dirección, pero si poseen orientaciones opuestas, definen direcciones opuestas, Figura 2. En un plano, una dirección está determinada por el ángulo que se forma entre una dirección y un sentido de referencia (o eje) yla dirección que se desea indicar, medido en sentido levógiro (positivo), o contrario al movimiento de las manecillas de un reloj. Las direcciones opuestas están determinadas por los ángulos θ y π + θ (o 180° + θ), Figura 3. Escalares y vectores Muchas magnitudes físicas están determinadas completamente por un número real, su valor numérico, expresado en unidades adecuadas. A estas magnitudes seles llama escalares. Volumen, temperatura, tiempo, masa, carga y energía son magnitudes escalares. Otras magnitudes requieren para su completa determinación, además de su valor numérico, una dirección. Éstas se conocen como vectores. El vector más evidente es el desplazamiento. El desplazamiento de un cuerpo está determinado por la distancia que se ha movido en línea recta y la dirección en que lohace, esto es, por el vector AB (Figura 4). Velocidad, aceleración y fuerza son magnitudes vectoriales. Los vectores se representan gráficamente mediante segmentos de recta que tienen la misma dirección que el vector (indicada con una v flecha) cuya longitud es proporcional a su módulo. Se les denota como V , mientras que el módulo se denota con la letra en cursivas v solamente, V. Un vectorunitario es aquel cuyo módulo es la unidad. El vector V paralelo al vector unitario u se puede expresar en la ˆ forma r ˆ (1) V = uV Un vector negativo tiene el mismo módulo que su contraparte positiva y dirección opuesta.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figrua 4 Equilibrio de una partícula Cuando la fuerza resultante, suma de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula (fuerzas concurrentes), escero, la aceleración de la partícula también es cero. La partícula está es reposo o en movimiento uniforme, en este caso se dice que está en equilibrio. En general: r r r r F1 + F2 + F3 + L = 0 o ∑ Fi = 0
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En términos de componentes rectangulares de las fuerzas, las condiciones de equilibrio se pueden expresar como ∑ Fix = 0, ∑ Fiy = 0 y ∑ Fiz = 0
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TEMAS DE CONSULTA • Regla delparalelogramo para la suma de vectores • Regla del polígono para la suma de vectores • Descomposición de un vector en sus componentes rectangulares • Método analítico para la suma de vectores BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
• • • • • • • ALONSO M., FINN E. Física. Volumen I. Ed. Fondo Educativo Interamericano. RESNICK R., HALLIDAY D., Física, Parte I Compañía Editorial Continental S.A. TIPLER P. Física,...