II Informe de Lab Oratorio de Fisica - Paralelogramo de Fuerzas

 

OBJETIVOS

GENERAL Estudiar la acción de fuerzas que provienen de direcciones diferentes y que actúan sobre un mismo punto.

ESPECÍFICOS

 



Determinar la fuerza resultante en función de ángulo   entre la fuer fuerza za deb debida ida al ppeso eso (W) y la fuerza invertida F1.



Analizar la relación que existe entre el ángulo y la tensión.



Identificar las características de un sistema en equilibrio.

 

MATERIALES

1. 2 din inaamó móme metr tros os 2. Pesas 3. Niv iveel de de bbur urbu buja ja 4. Tr Tran ansp spor orta tado dorr de de án ángu gulo loss 5. Hilo de pesca escar  r  6. Bloq Bloque uess ddee fij fijac ació iónn 7. Regla 8. Varillas 9. Poleas 10. As Asas as sop soport ortee

 

TEMAS DE INVESTIGACIÓN TEÓRICA

son expresiones matemáticas que poseen magnitud, dirección, sentido y se suman utilizando diferentes métodos como son: el método gráfico (método de paralelogramo), el método trigonométrico y el método trigonométrico alternativo.

Vectores:

Fuerza: cualquier

acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto del tiempo. Si se considera la masa constante, para una fuerza también constante aplicada a un objeto, su masa y la aceleración  producida por la fuerza son inversamente proporcionales. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado. Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos. Un dinamómetro es un muelle o resorte graduado para distintas fuerzas, cuyo módulo viene indicado en una escala. En el Sistema Internacional de unidades, la fuerza se mide en Newton. Fuerza resultante: dos

o más fuerzas que actúan simultáneamente sobre un cuerpo pueden reemplazarse por una sola fuerza que produce exactamente la misma aceleración sobre el cuerpo que todas las fuerzas juntas. Esta fuerza única se denomina resultante de las fuerzas. Según la primera ley de Newton, si una sola fuerza actúa sobre un cuerpo, este adquirirá aceleración y esa aceleración se puede determinar aplicando la segunda ley (F=m.a). Si una o mas fuerzas que actúan sobre un cuerpo no producen aceleración el efecto combinado de las fuerzas equivale a una ausencia de fuerzas, en ese caso se dice que las fuerzas están en equilibrio. También se dice que el cuerpo sobre el cual actúan está en equilibrio. si dos fuerzas que actúan en un punto se representan tanto en magnitud como en dirección mediante los lados adyacentes de un paralelogramo (dibujados desde- o que se encuentra en- el punto), su resultante se representará tanto en magnitud como en dirección mediante la diagonal del paralelogramo dibujada desde ese punto. Paralelogr Para lelogramo amo de fuerzas: fuerzas:

 

PROCEDIMIENTO   a) Ens Ensamb amblar lar los com compon ponent entes es del mont montaje aje de tal maner maneraa que que el sistem sistemaa este nive nivelad ladoo y la distancia entre los bloques de fijación sea de 40 cms. Se hace pasar el hilo por las poleas fijas y se cuelgan las pesas en los extremos y el centro de éste. Determinar los ángulos que se forman con el transportador y la regla. Tomar todos los datos del sistema y hallar la tensión.

T2

T1

29ªªº

29ªªº

40 cms

 b) Ahora se procede a realizar el mismo montaje pero la pesa ubicada en el centro va unida a una polea. Se toma la medida de los ángulos y se halla la tensión.  

T2

T1

45ªªº

45ªªº

40 cms

c) Se desea qque ue los áng ángulos ulos ob obtenido tenidoss sean dis distintos tintos,, para lo cual se uubican bican tr tres es pesa pesass en uno de los extremos de la cuerda, dos pesas en el centro y una pesa en el otro extremo, que a su vez está unida a un dinamómetro. Se procede a tomar la medida de los ángulos y la tensión que indica el dinamómetro. T2

T1

15ªªº

25  ªªº  ̊ ªªº

40 cms

0.5 N

 

d)

Se realiza el mismo procedimiento a) pero con una distancia de 60 cms entre los bloques de fijación. T2

T1

30ªªº

30ªªº

60 cms

e) Se real realiza iza el mis mismo mo proc procedimie edimiento nto b) ppero ero con uuna na dist distancia ancia ddee 60 cms en entre tre los bbloques loques de fijación. T2

T1

45ªªº

45ªªº

60 cms

f) Se real realiza iza el mis mismo mo proc procedimie edimiento nto c) pe pero ro con un unaa dista distancia ncia de 60 ccms ms entr entree los blo bloques ques ddee fijación. T2

T1

13ªªº

26  ªªº  ̊ ªªº

60 cms

0.5 N

 

ANALÍSIS Y CALCULO DE DATOS

T2

T1

1) 29ªªº

29ªªº

40 cms

50g x

1kg

= 0.05 kg

1000 g

 

W= 0.05kg x 9.8 m/sg2 = 0.49 N

∑Fx = 0 T1*cos 290 – T2* cos 290 =0 T1*0.87- T2*0.87 = 0 1) ∑Fy = 0 T1*sen 290 + T2* sen 290 – W = 0 T1*0.48 + T2*0.48 = W 2) De 1) se despeja T 2 y reemplazo en 2) T1*0.87 = T2*0.87 T2 = T1*0.87 0.87

T2 = T1 T1*0.48 + T1*0.48 = W 0.96 T1 = W T1 = W 0.96

T1 = 0.51 N T2 = 0.51 N

W= m*g

= 0.49 N 0.96

 

T2

 

 

T1

2) 45ªªº

45ªªº

40 cms

W = 0.49 N

WPolea = 0.21 N

∑Fx = 0 T1*cos 450 – T2* cos 450 =0 T1*0.70- T2*0.70 = 0 1) ∑Fy = 0 T1*sen 450 + T2* sen 450 - W – WPolea = 0 T1*0.70 + T2*0.70 = W + WPolea  2) De 1) se despeja T 2 y reemplazo en 2) T1*0.70 = T2*0.70 T1 = T2*0.70 0.70

T1 = T2 T1*0.70 + T1*0.70 = W + WPolea 1.4 T1 = W + WPolea T1 = W + WPolea  = 0.49 N + 0.21N  

  1.4

T1 = 0.5 N T2 = 0.5 N

1.4

= 0.7 N 1.4

 

3)

 

T2

T1

4) 30ªªº

30ªªº

60 cms

∑Fx = 0 T1*cos 300 – T2* cos 300 =0 T1*0.86- T2*0.86 = 0 1) ∑Fy = 0 T1*sen 300 + T2* sen 300 – W = 0 T1*0.5 + T2*0.5 = W 2) De 1) se despeja T 2 y reemplazo en 2) T1*0.86 = T2*0.86 T2 = T1*0.86 0.86

T2 = T1 T1*0.5 + T1*0.5 = W  T1 = W T1= 0.49 N T2 = 0.49 N

 

5)

T2

T1

45ªªº

45ªªº

60 cms

W = 0.49 N

WPolea = 0.21 N

∑Fx = 0 T1*cos 450 – T2* cos 450 =0 T1*0.70- T2*0.70 = 0 1) ∑Fy = 0 T1*sen 450 + T2* sen 450 - W – WPolea = 0 T1*0.70 + T2*0.70 = W + WPolea  2) De 1) se despeja T 2 y reemplazo en 2) T1*0.70 = T2*0.70 T1 = T2*0.70 0.70

T1 = T2 T1*0.70 + T1*0.70 = W + WPolea 1.4 T1 = W + WPolea T1 = W + WPolea  = 0.49 N + 0.21N  

  1.4

T1 = 0.5 N T2 = 0.5 N

1.4

= 0.7 N 1.4

 

6)

 

TABLA DE RESULTADOS

Distancia entre los soportes de 40 cms: Angulo 1 Angulo 2 Tensión 1 Tensión 2

29 29 0.51N 0.51N

15 25

45 45 0.5N 0.5N

15 25

45 45 0.5N 0.5N

Distancia entre los soportes de 60 cms: Angulo 1 Angulo 2 Tensión 1 Tensión 2

30 29 0.51N 0.51N

CONCLUSIONES

 

Con la elaboración del anterior laboratorio se puede concluir que: 

La distancia entre los soportes que sostienen la cuerda no afecta el ángulo que las tensiones muestran.



 Existe una relación inversamente proporcional entre los ángulos y las tensiones, es decir, a mayor ángulo, menor tensión y viceversa.



Para un sistema que se encuentra en equilibrio , la fuerza total o resultante que actúa sobre un cuerpo es nula, de igual forma se puede decir que no existe aceleración.

BIBLIOGRAFÍA

 

  

Microsoft ® Encarta ® 2007. © 1993-2006 Microsoft Corporation.



Física I. Editorial voluntad. Bogotá. 1976. 176 páginas.



HALLIDAY David. Fundamentos de Física volumen 1. Sexta edición. México. 2002. 572 páginas.



http://www.cbachilleres.edu.mx/apoyo/fis1/practi8aa.html.