Laboratorio de física, equilibrio de cuerpos

EQUILIBRIO DE CUERPOS
Departamento de Física – Universidad del Valle.
RESUMEN.
Cuando se dice que un sistema está en equilibrio, significa que el total de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y el momento resultante es igual a cero. En el laboratorio se trató de encontrar el carácter vectorial de las fuerzas, buscando de ésta manera, la magnitud y la dirección de las fuerzas que equilibrenel sistema.
La práctica logró familiarizarnos con los conceptos teóricos de equilibrio traslacional; montando un anillo que tenía que permanecer en el centro de un sistema (mesa de fuerzas) aplicándole diversas masas, al final se consiguió observar que los datos obtenidos experimentalmente (con un pequeño margen de error) correspondían a los predichos por la teoría, identificando laimportancia de estos conceptos en el análisis de diversos fenómenos.
Objetivos.
Encontrar la magnitud y dirección de la fuerza que equilibra un cuerpo sobre el cual actúan fuerzas no equilibradas.
Verificar por medio de los datos teóricos, si los datos experimentales son cercanos al valor real (valor teórico) y la diferencia porcentual entre ambos.
INTRODUCCIÓN.
Cuando se tienen sistemas físicos, éstospresentan interacciones. Siempre que haya sistemas físicos habrá interacciones donde aparecen fuerzas, cuando se habla de fuerzas es necesario hablar de sus propiedades, hay tres leyes: ‘’las leyes de Newton’’, que describen éstas propiedades, pero cuando se habla de un sistema que se encuentra en equilibrio, es de particular interés la primera y tercera ley, pues en ellas se sustenta elequilibrio de los cuerpos.
La primera ley de newton del movimiento es una condición necesaria para que un objeto esté en equilibrio, esta ley enuncia lo siguiente: "Todo cuerpo continua en su estado de reposo o velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta actué sobre él y lo obligue a cambiar ese estado", esta ley, conocida también como ley de inercialidad, dice básicamente querealmente no podría saberse si un sistema está en reposo o moviéndose a velocidad constante, pues las conclusiones que saque en una u otra condición son válidas en ambas , pues si el sistema está en reposos y se hace la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él, éstas deben dar 0, aplica exactamente igual, si el sistema se está moviendo a velocidad constante.
Cuando un cuerpo se encuentra enequilibrio traslacional no tiene fuerza resultante actuando en él, en tales casos la suma de todos los componentes en y en x es igual a cero.
METODO EXPERIMENTAL.
Materiales para la práctica:
-Mesa de fuerzas - 5 portapesas
- Juego de pesas - Anillo con hilos
- 5 prensas con sus poleasProcedimiento:
Se tiene una mesa de fuerza la cual está dada por una escala de grados, en la que se ubicó un anillo en el centro de la mesa y se pasaron los hilos por cada una de las poleas de acuerdo a lo que pedía cada uno de los puntos realizados a continuación:
NOTAS:
Al tabular los valores en las tablas se sumo la masa del portapesas, que era de 50g; por lo tanto los valores finales en lastablas tienen adicionada la masa del portapesas.
El margen de error en los datos tabulados son, en masa ±0.1g y en el ángulo de ±0.1cm.
Se colocaron dos hilos sobre la mesa fuerza formando un ángulo recto sobre la mesa, se agrego la misma masa en sus portapesas, y se encontró que la masa que equilibraba el sistema era de 145 ± 0.1 gramos a un ángulo de 225° ± 0.1.
Se obtuvieron los siguientesdatos, en los que m1 es la masa inicial, θ1es el ángulo sobre el eje x, m2 es la masa número dos, θ2 es el ángulo correspondiente a m2 ,mE es la masa equilibrante, y θE es el ángulo equilibrante.
m1 (g) θ1 (cm) m2 (g) θ2 (cm) mE (g) θE (cm)
100 0 100 90 145 225
Tabla 1. Equilibrio del sistema 1.
2. Se colocaron dos hilos formando un ángulo recto, pero con diferente masa en sus...