Informe mesa de fuerza

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Introducción

Muchas magnitudes que se expresan en la ciencia (por ejemplo, la longitud, la masa, el volumen, y la carga eléctrica) se pueden especificar mediante un simple número ó escalar; mientras que otras magnitudes tales como la velocidad, la fuerza, la tostón y el desplazamiento, por nombrar solo algunas requieren tanto de un número como de una dirección para su especificacióncompleta. Llamaremos vectores a tales magnitudes y se representaran mediante segmentos de recta orientados o flechas, donde la longitud de la misma viene a representar la magnitud del vector.

Entre las propiedades de dichos vectores está la “adición o suma de vectores” la cual se puede realizar mediante métodos gráficos tales como el método paralelogramo o el método del triangulo y los métodos deadición analíticos como las leyes del seno y el coseno y la obtención de las componentes rectangulares de un vector.

Un método didáctico y aplicable en las prácticas de laboratorio es la utilización de una “mesa de fuerza” la cual nos va a permitir obtener la resultante de dos vectores de una manera experimental mediante la utilización del concepto de equilibrio, donde los vectores sonreemplazados por masas que guindan de poleas con baja fricción.

Objetivos

Objetivo general:

Determinar experimentalmente una fuerza resultante de la suma de dos vectores, a través de una mesa de fuerza.

Objetivo especifico:

Comparar este resultado con los métodos analíticos y gráficos desarrollados en física I.

Marco Teórico

La mesa de fuerza es un instrumento didáctico utilizadopara demostrar físicamente la adición de vectores a partir del concepto de equilibrio. El instrumento cuenta con una graduación de su circunferencia permitiendo medir ángulos y definir la dirección de las fuerzas.

Las fuerzas son cantidades físicas que se representan por medio de vectores, o sea que poseen módulo (suele denominársele magnitud), dirección y sentido, y siguen reglas específicasde la combinación. Una de estas reglas es ley conmutativa de la adición. Los vectores son representados por las flechas. La longitud de la flecha corresponde a la magnitud del vector. La dirección de la flecha corresponde a la dirección del vector.

La unidad de fuerza en el es el Newton (N): N = Kg.m/s2. Otra unidad de fuerza muy usada es el kilogramo-fuerza (Kgf), el cual es igual a la fuerzade atracción que ejerce el planeta tierra sobre un cuerpo cuya masa equivale a 1,0 Kg: 1kgf = 1,0 Kg x 9,8 m/s2 = 9,8 N.

Cuando se presentan dos o mas fuerzas actuando sobre un cuerpo estas se pueden sustituir por una sola, es decir sumándolas, la fuerza obtenida de esta adición se llama fuerza resultante, y producirá el mismo efecto en el cuerpo. En problemas en los cuales se necesitaobtener la resultante de fuerzas concurrentes (fuerzas que actúan en un solo punto) en el plano x-y , la fuerza resultante se encuentra con mayor facilidad realizando una suma algebraica de dichas fuerzas, para ello deben descomponerse tales fuerzas en sus componentes rectangulares.

Una de las condiciones para que un cuerpo esté en el equilibrio estático (sin aceleración) es que la suma de todas lasfuerzas que actúan sobre el cuerpo debe ser cero: F = 0. Si se agregan varias fuerzas que actúan en un cuerpo usando componentes para determinar qué fuerza adicional se debe agregar para alcanzar equilibrio, se llama fuerza equilibrante.

También para determinar la fuerza resultante se hace uso de métodos gráficos y analíticos

Entre los gráficos se encuentran:

• Método delparalelogramo: sirve para sumar dos vectores simultáneos.

a) Consiste en dibujar los dos vectores a escala con sus orígenes coincidiendo

b) Los vectores forman de esta manera los lados adyacentes de un paralelogramo, los otros dos lados se construyen dibujando líneas paralelas en los vectores de igual magnitud.

c) La resultante se obtendrá de la diagonal del paralelogramo a partir del...
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