Informe de fisica: suma de vectores

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Laboratorio #3: Suma de vectores

Fundamento teórico
Un vector se define como una cantidad que posee magnitud y dirección. Ejemplos de vectores pueden ser: la velocidad, la fuerza y la aceleración. Tanto un vector como un escalar tiene magnitud, sin embargo el vector posee dirección, el escalar no. La dirección es al ángulo que se forma con respecto a la coordenada escogida, ya sea el eje dex o el eje de y. Un vector en un sistema de coordenadas de dos dimensiones, mejor conocido como el plano cartesiano está definido por dos componentes, uno en el eje de x y otro en el eje de y. La magnitud de cada componente se halla con las siguientes fórmulas:
[pic] [pic] [pic][pic]
donde [pic] es la magnitud del vector y [pic] es la dirección en grados.

En esteexperimento se utilizó una mesa de fuerzas, nivelada mediante un nivel y ajustando la altura de sus patas, la cual tenía un anillo en el medio del cual colgaban cuatro portamasas. Se dieron dos situaciones en las cuales se tenían tres y otra con cuatro vectores (dependiendo de la situación) y se tenía que buscar la resultante de los vectores con la masa necesaria para balancear las fuerzas. Para hacer laconversión de la masa colgada en cada uno de los hilos que actuaron como vectores en la mesa de fuerza, se utiliza la fórmula [pic], donde F es la fuerza medida en Newtons (N), m siendo la masa medida en kilogramos (kg) y g corresponde a la medida de la aceleración gravitacional (9.8m/s2).
La suma de vectores se puede hacer por medio de diferentes métodos, ya sea el gráfico o el analítico. Seusará, como uno de ellos, el Método del Paralelogramo, que representa gráficamente en escala los vectores a ser sumados. Se forma un paralelogramo y la diagonal será la representación a escala del vector resultante de la suma de los vectores. Otro método a usarse es el Método de Descomposición vectorial, en otras palabras el método analítico. Se buscan los componentes en x y en y de cada vector conlas fórmulas anteriores y se suman los componentes del eje x y los del y para obtener Rx y Ry del vector resultante. Luego de encontrar los componentes de [pic], se utiliza la fórmula [pic] , del Teorema de Pitágoras, para buscar la magnitud del vector resultante. Generalmente, la dirección o el ángulo con respecto al eje de x para el vector resultante se encuentran empleando la fórmulatrigonométrica [pic], aunque también se pueden utilizar las otras funciones trigonométricas como seno y coseno (SOHCAHTOA).
Los objetivos de este experimento fueron definir un vector, poder distinguir entre una cantidad escalar y una vectorial, distinguir entre resultante y equilibrante, aplicar el método geométrico y el de descomposición para la suma de vectores, y predecir la dirección de fuerzaequilibrante a partir de dos y tres fuerzas dadas.

Procedimiento

Parte I

1. Se identificó y verificó la totalidad el equipo a utilizar.
2. Se niveló la mesa de fuerza, subiendo o bajando sus patas y utilizando el nivel de burbuja.
3. Se fijó cada polea en la mesa de fuerzas.
4. Se colocó el anillo en el centro de la mesa de fuerzas y se fijó con el clavo por su centro.
5. Sepasó cada hilo por encima de una polea. En el extremo libre de cada hilo, se colocó un portamasa y se ajustó la altura de las poleas para que los hilos quedaran paralelos y cercanos a la superficie de la mesa de fuerzas pero sin que el anillo tocara la mesa.
6. Se observó que la mesa de fuerzas tuviera una escala sobre su superficie, que va de 0° hasta 360°, entonces se seleccionaron dospoleas, se movieron y se fijaron de tal modo que uno de los hilos que pasara por la escala de 0° y que el otro hilo de la segunda polea pasara por 60°. Se añadieron 20 g y 40 g a cada portamasa, respectivamente.
7. Se predijo en qué cuadrante se debía colocar la tercera polea para que el hilo que pasara sobre ella equilibrara las fuerzas ejercidas por los otros dos hilos.
8. Se equilibró el...
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