Fuerzas Concurrentes

FUERZAS CONCURRENTES
Edwin Caballero, Luis Pedroza, Aníbal Sierra, Sergio Torres, Yurelis Rodríguez
Lunes 11 de marzo del 2011
Grupo: 7

RESUMEN

En la experiencia se estudiaron las fuerzas que actúan sobre un punto en común en el plano cartesiano, se registraron las tres fuerzas indicadas por los dinamómetros. Se hizo el procedimiento dos veces con diferentes grados de inclinación, luegose realizó el procedimiento diferentes números de pesas y por ultimo con un resorte para así luego poder calcular la fuerza que este aplico sobre el punto estudiando.

INTRODUCCION

Con el siguiente informe se busca dar a conocer la información obtenida en la experiencia de laboratorio ‘Fuerzas Concurrentes’.

Objetivos
* Estudiar la fuerza como una cantidad vectorial.
* Aplicar laspropiedades de vectores
* Comprobar la primera ley de Newton

DISCUSIÓN TEORICA

Una cantidad vectorial esta especificada completamente por un número y unidades apropiadas, más una dirección.
Fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales.

Un sistema de fuerzas concurrentes es aquel para el cual existe un punto en común paratodas las rectas de acción de las fuerzas componentes. La resultante es el elemento más simple al cual puede reducirse un sistema de fuerzas. Como simplificación diremos que es una fuerza que reemplaza a un sistema de fuerzas. Se trata de un problema de equivalencia por composición, ya que los dos sistemas (las fuerzas componentes por un lado, y la fuerza resultante, por el otro) producen el mismoefecto sobre un cuerpo. En el ejemplo que veremos a continuación vamos a hallar la resultante en forma gráfica y en forma analítica.

METODOS EXPERIMENTALES

1) Se colocan diferentes tensiones en las cuerdas unidas a los dinamómetros desplazando los tensores hasta que logren el equilibrio. Ustedes se darán cuenta que el sistema de fuerzas está equilibrado cuando elanillo al cual se aplican las fuerzas quede centrado en el eje de la mesa. Inicialmente, ubiquen los brazos con ángulos 0°, 90° y 225°. Los ángulos se trazan sobre el papel que se encuentra debajo del sistema de fuerzas.

2) Asegure cada uno de los dinamómetros sobre un soporte universal. De sus extremos coloque una cuerda suficientemente flácida en la que pueda ubicar un porta pesas.Determine las magnitudes y direcciones de las tensiones de las cuerdas.

ANALISIS Y DISCUSIÓN

Representar las fuerzas en un plano cartesiano (XY). Compruebe que sumando geométricamente un par de fuerzas cualesquiera que llamaremos F1 F2, su resultado R debe ser igual y opuesto a la tercera F3 fuerza y por consiguiente la resultante de las tres fuerzas es cero
* Primera parte (trescuerdas)

| F1(N) | F2(N) | F3(N) | θ1 | θ2 | θ3 |
M1 | 1.3 | 1.3 | 1.85 | 0 | 90 | 225 |
M2 | 1.5 | 2.2 | 2.1 | 15 | 125 | 270 |
Tabla 1. Datos para el sistema con las tres cuerdas

Grafico 1. Fuerzas para el primera muestra

Grafico 2. Fuerzas para la segunda muestra


* Segunda parte (pesas)

| F1(N) | F2(N) | F3(N) | θ1 | θ2 | θ3 |
2 pesas | 1.1 | 1.6 | 1.322 | 10 | 135| 270 |
5 pesas | 2.1 | 2.8 | 2.325 | 20 | 140 | 270 |
Tabla 2. Datos para el sistema con las pesas

Grafico 3. Fuerzas para el sistema con 2 pesas

Grafico 4. Fuerzas para el sistema con 5 pesas


* Tercera parte (resorte)
Primeramente se calculó la fuerza ejercida por el resorte sobre el sistema.
F1senθ1+F2senθ2=F3
F3=1.7Nsen 30°+2,8sen145°
F3=2,456 N

F1(N) | F2(N) |F3(N) | θ1 | θ2 | θ3 |
1.7 | 2.8 | 2.456 | 30 | 145 | 300 |

Grafico 5. Fuerzas para el sistema con el resorte

Calcular la constante elástica del resorte.
Mediante la ley de Hooke
F=K∆x
Realizando las conversiones necesarias
* 6.8 cm = 0.068 m
* 19 cm = 0.19 m

Despejando en la ecuación de Hooke
K=F∆x
K=2,456N(0,19m-0,068m)
K=20,13 N/m

Haga la descomposición de las tres...