estudiante


Laboratorio de Física I, Octubre 20 del 2010

FUERZAS CONCURRENTES
Leonardo León, Edgar Blanco, Zuleima Díaz, Jorge Hernández
Grupo IV
Universidad del Atlántico
Facultad de Ciencias Básicas
Química

Resumen
En la práctica realizada se experimento el estudio de las fuerzas concurrentes de un sistema en equilibrio, el objetivo se basaba eestudiar la fuerza como una cantidadvectorial y aplicar las propiedades de vectores.
Después de hacer el respectivo montaje de tres dinamómetros sobre un plano, se procedió a poner en equilibrio un anillo en el centro del plano, (posteriormente se utilizaron pesas y un resorte en lugar de un dinamómetro), dándole a cada uno un ángulo diferente. Se observo la fuerza ejercida por cada uno para obtener sus componentes verticales y hacerque las fuerzas del sistema se hagan cero. Se midió el resorte antes y después de ser estirado y se procedió a hallar su coeficiente de elasticidad. En el informe se precisa la metodología seguida y los posteriores cálculos realizados.
Palabras Claves
Vector, ángulo, coeficiente de elasticidad, dinámica, fuerza, dinamómetro, pesas, resorte, elongación.

1. Introducción

Un sistema defuerzas concurrentes es aquel para el cual existe un punto en común para todas las rectas de acción de las fuerzas componentes. La resultante es el elemento más simple al cual puede reducirse un sistema de fuerzas. Como simplificación diremos que es una fuerza que reemplaza a un sistema de fuerzas.

La fuerza resultante es la fuerza individual que produce el mismo efecto tanto en la magnitud como enla dirección de dos o más fuerzas concurrentes, se trata de un problema de equivalencia por composición, ya que los dos sistemas (las fuerzas componentes por un lado, y la fuerza resultante, por el otro) producen el mismo efecto sobre un cuerpo. [3]

2. Procedimiento Experimental

Se ubicaron tres dinamómetros en un plano, cada uno a un ángulo de 0º, 90º y 225º; estos se sujetaron por mediode una cuerda a un anillo.
Posteriormente se realizo el procedimiento anterior, variando los ángulos a (30º; 170º y 250º).
Para el siguiente montaje se reemplazo un dinamómetro por pesas, estas fueron colocadas a un ángulo de 270º, y los dos dinamómetros a 40º y 130º cada uno.
Ver Fig. 1











Figura 1. Montaje con pesas.

Se reemplazaron las pesas por un resorte, el cualse coloco a un ángulo de 300º, y los dos dinamómetros se ubicaron a un ángulo de 160º y 80º cada uno.
Se midió la longitud del resorte antes y después de ser estirado.
En cada procedimiento anterior se gradúo el sistema para que este quedara en equilibrio, logrando que el anillo se ubicara en todo el centro del plano.
Se comprobó el equilibrio de cada sistema por medio de la suma de lascomponentes rectangulares de cada vector fuerza.

3. Cálculos

Tabla 1. Fuerzas y ángulos
()
()
()
F1(N)
F2(N)
F3(N)
0
9
225
3.05
3.0
4.3
30
170
250
4.7
3.2
3.0
40
130
270
1.6
2.0
2.54
80
160
300
1
1
1.71

Para el primer sistema (dinamómetros) se tiene que:
a)



Figura 2. Primer sistema de dinamómetros con sus respectivos ángulos.
Secomprueba que el sistema se encuentre en equilibrio.




Utilizando la formula para determinar las componentes rectangulares se tiene que:

y

Entonces:







Se Comprueba la magnitud de C:



b) Para los siguientes datos se realiza el procedimiento anterior




Figura 3. Segundo sistema de dinamómetros con sus respectivos ángulos.Se puede ver que las componentes rectangulares en XY son 0, la cual indica que el sistema esta en equilibrio.

Para el segundo sistema (pesas) se tiene que:







Fig. 4 Sistema de pesas con sus respectivos ángulos

1.22 N



-1.28 N







Teniendo el peso lo despejamos y determinamos la masa de las pesas.



o bien sea,...