Choques

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
INFORME DE LABORATORIO II
Fundamentos de mecánica

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Bogotá D.C.
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Laboratorio 3. FUERZAS EN EQUILIBRIO

Dinámica

La cinemática describe el movimiento de los cuerpos ysu conocimiento es muy útil en situaciones prácticas, como pudo darse cuenta al realizar el Laboratorio 2. Pero el estado de movimiento de un cuerpo está determinado por las fuerzas que actúan sobre él. Situaciones prácticas algo más complejas están relacionadas con las fuerzas que actúan sobre los objetos; por ejemplo: un objeto suspendido de una cuerda permanecerá en reposo si su peso es menorque la resistencia de la cuerda, un cuerpo se moverá con velocidad constante sobre una superficie rugosa (y en la práctica todas las superficies son rugosas) si la fuerza neta que actúa sobre él es cero, lo cual muestra la importancia de estudiar la fuerza de fricción en circunstancias diversas. Este laboratorio le ayudará a comprender mejor el estado de equilibrio de un cuerpo y también el efectoque tiene el rozamiento sobre el movimiento.

Objetivos
Después de terminar en forma exitosa este laboratorio, usted debería ser capaz de:
· Elaborar correctamente diagramas de cuerpo libre
· Comprender las relaciones entre cantidades cinemáticas y dinámicas
· Analizar movimientos teniendo en cuanta la fuerza de fricción

Planteamiento del Problema

Usted está invitado a un paseo por unazona montañosa; durante su excursión deberá atravesar ríos pequeños pero caudalosos. Para atravesar los riachuelos es necesario tender cuerdas de un lado a otro; los excursionistas, con todo su equipaje, deben atravesar los ríos colgados de las cuerdas. El jefe de la excursión está preocupado porque considera que el peso de cada participante más su equipaje es determinante para realizar latravesía con seguridad. Pero usted ya tiene suficientes conocimientos de física y puede indicar al grupo bajo cuáles condiciones la travesía puede realizarse sin problema. Usted está encargado de definir los estándares de la carga.
La cuerda que soportará a los miembros del equipo se hará pasar sobre los ramas de árboles a lado y lado del río; de cada uno de los extremos de la cuerda se suspenderá ungran peso. Usted piensa determinar cuánto se desplaza verticalmente un excursionista que esté suspendido del punto medio de la cuerda, conociendo su peso más el de su equipo; para el efecto decide modelar la situación en el laboratorio.

Equipo

El sistema consiste de un objeto central B, suspendido a media distancia entre dos poleas mediante una cuerda. El dibujo de la figura es similar ala situación con la que trabajará. Los objetos A y C, los cuales tienen la misma masa (m), le permiten determinar la fuerza ejercida sobre el objeto central por la cuerda.
Usted deberá hacer suposiciones sobre lo que puede despreciar. Para la realización de esta práctica necesitará una regla para medir y pesos diferentes para variar la masa de B

Preguntas

1. a. Dibuje un esquema similaral que se muestra en la sección Equipo. En él dibuje los vectores que representan las fuerzas sobre los objetos A, B y C y el punto P.
b. Use la trigonometría para mostrar cómo está relacionado el desplazamiento vertical del objeto B con el ángulo que la cuerda forma con la horizontal.

a.

Diagrama 1.

b. Cuando la cuerda no tiene ningún peso en la mitad, es igual a la horizontal ytiene una longitud L. Sin embargo a medida que se le agrega peso a B la cuerda se va alejando de la horizontal y va formando un ángulo así:

Diagrama 2.

Entonces : tanθ=C opuestoHipotenusa =hL2=2hL

Podemos despejar la altura: h= L2*tanθ= L2*senθcosθ= L2*senθ1-sen2θ

2. Identifique las cantidades “conocidas” (mesurables) en este problema y la cantidad desconocida.

Las...