Mesa de fuerzas

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* Sumar vectores con el método gráfico para encontrar la resultante.
* Sumar vectores con el método analítico para encontrar la resultante.
* Encontrar la resultante y la equilibrante de dos vectores con el método experimental con la ayuda de la mesa de fuerza.

Metodología
Teoría
A. Métodos gráficos de suma de vectores.
Los vectores se representan por flechas. La longitud de lagráfica de un vector es proporcional a la magnitud del vector y las flechas apuntan a la dirección de dicho vector. La escala es arbitraria y se selecciona convenientemente de forma tal que la gráfica del vector se ajusta al papel de gráfico.
* Método del paralelogramo para la suma de vectores. Para sumar dos vectores A y B se construye un paralelogramo con A y B y las caras paralelas a estosvectores. La diagonal del paralelogramo será la resultante R y su sentido hacia donde se unen los dos lados auxiliares.
* Método del polígono para la suma de vectores. Un método equivalente al del paralelogramo es el de “cabeza a cola” (cabeza de A a la cola de B). Los vectores pueden ser movidos paralelamente hasta la cabeza del próximo. Si más de dos vectores se van a sumar, se forma unpolígono.
B. Método analítico de suma de vectores
* Método del triángulo (Pitágoras). La magnitud de R puede ser calculada mediante la ley de los cosenos si el ángulo θ entre los vectores A y B y sus magnitudes se conocen:
* R2 = A2 + B2 - 2 A B cos (180° - θ),
* Así: R = √ (A2 + B2 - 2 A B cos (180° - θ))
* Método de las componentes rectangulares. La resultante o vector suma decualquier número de vectores se puede calcular sumando independientemente las componentes X y Y de los vectores.
* Rx = Ax + Bx y Ry = Ay + By.
* Con la fórmula de Pitágoras para componentes rectangulares se calcula R = √ (Rx2 + Ry2).
* Para calcular la dirección del vector resultante se utiliza la tangente inversa: Θ = tan-1 (Ry/Rx)
C. Método experimental para la suma devectores. La mesa de fuerzas
* La mesa de fuerzas es un aparato que permite obtener experimentalmente la suma de dos o más vectores. La escala angular de la mesa circular está calibrada en grados. Las fuerzas se ejercen con pesas colgadas a un anillo central por medio de cuerdas que se deslizan en poleas y sujetas a portapesas. La magnitud de una fuerza se varía colocando o quitando pesas dediferentes magnitudes y la dirección de la fuerza se varía moviendo la posición de las poleas sujetas a la mesa circular. La resultante de dos o más fuerzas se calcula balanceando las fuerzas con otra fuerza tal que el anillo se mantiene en el centro del pin central. La fuerza que equilibra las fuerzas objeto de estudio no es la resultante R sino es una fuerza equilibrante. Esta fuerza equilibrante E esun vector fuerza de igual magnitud que la resultante, pero en dirección opuesta a ésta. (R = - E).
Procedimiento
Mesa de fuerzas

Lista de equipos
1 Mesa de fuerzas de hierro redonda graduada en grados.
4 poleas metálicas con agarraderas.
1 nivel de burbujas.
1 juego de pesas.
Hilo
1 argolla de metal para el centro de la mesa.
4 porta pesas.
1 Regla
1 Transportador o semicírculo.Pasos del Procedimiento

Instalar la mesa de fuerzas con las cuerdas, los portapesas y los pesos respectivos para realizar diferentes casos que se indican en la tabla.
* Suma de vectores.
* Dados dos vectores con magnitudes F1 = 1.962 N y F2 = 1.962 N a un ángulo de Θ1 = 30° y Θ2 = 300° respectivamente, encontrar la resultante o suma vectorial R = F1 + F2 por cada uno de lossiguientes métodos:
* Método gráfico.
* Use la regla del paralelogramo dibujando el diagrama de los vectores en un papel cuadriculado que se le proveerá.
* Use una escala para medir la fuerza resultante y calcular su magnitud. Por ejemplo 1cm=1N. Mida la magnitud y la dirección del vector resultante con la regla y el transportador teniendo en cuenta que el ángulo se mide a partir del...
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