Laboratorio fuerzas concurrentes

PRESENTADO POR:
* Maria Panchita Bolaños
*
HORARIO: Viernes 10-12(mediodía)
INFORME NÚMERO 3
FUERZAS CONCURRENTES
Introducción
La intención de esta práctica es aprender la adición de vectores y comprara los resultados de la adición experimental de varias fuerzas con los resultados de construcciones gráficas y métodos analíticos. Se obtendrá experimentalmente la fuerza equilibrantedel sistema de fuerzas dado (pesas) y calcular teórica y experimentalmente la resultante respecto a los ángulos en el que se encontrara cada una de las masas.
La segunda ley de Newton expresa que en un punto material sometido a un conjunto de fuerzas la Cuando la aceleración es nula, entonces = , y estamos en el caso de fuerzas en equilibrio, y el punto material se encuentra en reposo o en MRU,según el sistema de referencia desde el que se mida.
La Estática, entonces, es un caso particular de la Dinámica en el cual la aceleración del cuerpo puntual es nula.
La condición para que un cuerpo puntual permanezca en equilibrio es que la fuerza resultante sea nula. Se estudiará experimentalmente esta condición logrando el equilibrio de fuerzas concurrentes y comparando los resultadosexperimentales con los teóricos obtenidos gráficamente y por cálculo.
Marco Teórico.
A diferencia de cantidades tales como el tiempo, la temperatura y la masa, que son escalares, las fuerzas son cantidades vectoriales. Para definirlas se necesita especificar su magnitud así como su dirección. Este carácter vectorial hace que la suma de las fuerzas se convierta en un proceso diferente al usado parasumar números o escalares. En este ejercicio de laboratorio se efectuará una suma vectorial de tres fuerzas concurrentes conocidas, usando tres métodos diferentes. En cada uno de estos métodos se representarán las fuerzas con flechas. Al dibujar las flechas, se hará de tal forma que su longitud sea proporcional al valor de la fuerza, mientras que su orientación señalará la dirección.
Método de lasComponentes
Se calcula la resultante FR de las fuerzas FA y FB descomponiendo ambas en sus componentes según un sistema coordenado y haciendo las sumatorias de las componentes en cada eje.
ΘB

Tomando FA sobre el eje x (y por lo tanto, θA = 0) resulta:
Para el eje x: ΣFx = FA – FB cos θB = FRx
Para el eje y: ΣFy = FB sen θB = FRy
El módulo o magnitud de la resultante de se podrácalcular usando el Teorema de Pitágoras

Usando trigonometría se calculará la dirección del vector resultante (ángulo θ)
tg (θ) = FRY / FRX
La fuerza Equilibrante FE del sistema será aquella que tenga el mismo módulo de la resultante FR y una dirección opuesta, o sea, θE = 180° + θR.
Método Gráfico
Para sumar dos fuerzas gráficamente deberá dibujarse cada una de ellas a escala usandoregla y transportador. Para calcular la escala, dibujar los vectores proporcionales a la masa de las pesas, ya que las fuerzas son proporcionales a las masas (F=m.g).

La resultante de la suma de FA y FB se puede calcular dibujando a partir de FA la fuerza FB, la resultante de ambas será la fuerza con origen en A y extremo en B (ver figura). La magnitud de la resultante puede hallarse midiendo conla regla directamente del diagrama respetando la escala establecida. El ángulo se mide directamente con el transportador.
La tercera fuerza (FR) o equilibrante será la fuerza opuesta a la resultante de FA + FB.
TABLA DE DATOS
N | DATOS | Qexp | θexp | Rexp | αexp | Rgr | αgr | Ran | α an |
| Fa | a | Fb | αb | | | | | | | | |
1 | gf | 0° | 20gf | 45° | -113 | 118 | 113 | 8°| 120 | 10 | 114.9 | 7,04° |
2 | 50gf | 30° | 40gf | 100° | -80 | 240 | 80 | 61° | 78 | 57 | 73.94 | 60.5° |
3 | 40gf | 0° | 30gf | 120° | -30 | 220 | 30 | 47° | 28 | 46 | 35.99 | 46.01° |

CALCULOS Y RESULTADOS.
En hoja anexa
DISCUSION DE RESULTADOS.
En esta práctica el análisis de fuerzas concurrentes, se formulan ciertas hipótesis; una de ellas sería la forma del ángulo de dichas...