investigacion de proyectos
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CENTRO
DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS “LAZARO
CARDENAS DEL RIO”
LABORATORIO DE FISICA NOMBRE DEL ALUMNO
. GRUPO No DE BOLETA FECHA . PRACTICA # 3
RESULTANTE DE
VARIAS FUERZAS CONCURRENTES I-.
JUSTIFICACION: Es importante que el alumno aprenda
a determinar la resultante de dos fuerzas concurrentes representadas en
el equipo de laboratorio, ya que son análogos a los que resolverá en la vida
practica y en la teoría. II-.
HABILIDAD Al termino de la practica el alumno calculara la
resultante de sistemas de varias fuerzas concurrentes por el método de las
componentes cuadraticas. III-.
PRE - REQUISITOS El desarrollo de la siguiente practica requiere de los
siguientes conocimientos:
a)representar gráficamente las componentes de un vector de fuerzas
b)funciones trigonométricas naturales: sen, cos, tan. c)teorema
de Pitágoras IV-.
OBJETIVOS Al termino de esta practica el alumno: a)representara
el fenómeno mediante un dibujo del equipo de laboratorio. b)determinara
gráficamente la resultante por el método del polígono de fuerzas c)determinara
el diagrama de cuerpo libre del sistema de fuerzas concurrentes representado
en el equipo de laboratorio d)calculara
la magnitud de la resultante del sistema de fuerzas concurrentes mediante el método
de la estática. e)calculara
la dirección de la resultante del sistema de fuerzas concurrentes mediante la
función tangente f)
leerá la magnitud de la resultante del sistema representado en el equipo de
laboratorio pesando la equilibrante g)comparara
los resultados analíticos y gráficos con el real obtenido V-.
MATERIAL Y APARATOS USADOS 1 mesa de
fuerzas 4 porta
pesas 4 poleas 1 juego
de pesas tipo herradura 1 peso
desconocido cordón suficiente VI-.
CONSIDERACIONES TEORICAS Descomposición de una fuerza Si el vector V con dirección q que representa una fuerza se proyecta sobre cada uno
de los ejes, sus proyecciones son Vx y Vy; sobre el eje horizontal y vertical
respectivamente. V = ÖVx2
+ Vy2 el vector es igual a la raíz cuadrada de la suma de
los cuadrados de sus componentes que se han obtenido de proyectarlo a los
ejes. Los vectores Vx y Vy se conocen como componentes
rectangulares del vector V Ejemplo: descomponer V en Vx y Vy
q
= dirección de V
Vy = V sen q La componente de un vector en determinado eje es la
proyección del vector en el eje considerado Calculo de la resultante de un sistema de fuerzas concurrentes 1.- En un sistema de ejes (x, y), se representara a
cada una de las fuerzas con su magnitud aproximada y sus ángulos directores 2.- Descomponer cada una de las fuerzas en sus dos
componentes rectangulares
ZFx
= Rx = F1X – F2X – F3X ZFy
= Ry = F1Y + F2Y – F3Y Los vectores fuerzas resultantes en el eje x y en el
eje y forman un ángulo de 90 entre sí
De la figura anterior con el teorema de Pitágoras
concluimos que: R=Ö(ZFY2 + ZFX2) Y el sentido se calcula por: q
= Arc Tan (ZFY / ZFX) El valor del ángulo obtenido varia dependiendo del
cuadrante donde se obtenga la resultante. 1°CUADRANTE
se tiene cuando: Rx = (+) Ry = (+)
q R = Arc Tan (Rx/ Ry) 2°CUADRANTE
se tiene cuando: Rx = (-)
q = Arc Tan (Rx/ Ry) Ry = (+)
q R= 180°
- q 3°CUADRANTE
se tiene cuando: Rx = (-)
q = Arc Tan (Rx/ Ry) Ry = (-)
q R= 180°
+ q 4°CUADRANTE
se tiene cuando: Rx = (-)
q = Arc Tan (Rx/ Ry) Ry = (-)
q R= 360°
- q
Resultante por el método
gráfico del polígono de fuerzas 1-.Determinar
la escala adecuada para representar todos los vectores 2-.En
una hoja de papel dibujarlos a escala la magnitud de todos los vectores uniéndolos
de tal manera que al final del primer vector coloquemos el inicio del segundo,
al final del segundo vector se comienza el tercero y así sucesivamente se les
respetara su magnitud, dirección y sentido. 3-.La
magnitud, dirección y sentido de la resultante se tomara con la misma escala
partiendo del origen del primer vector hasta llegar al extremo del ultimo
VII-.
DESARROLLO DE LA PRACTICA a)
En la mesa de fuerzas se coloca cada fuerza del sistema con magnitud
(gramos) dirección (ángulos), moviendo las poleas de la mesa, de acuerdo con
la indicación del profesor. La magnitud de la fuerza se coloca en un porta
pesas unido con un hilo al aro central que se encuentra en el origen. b)
Cuando tenemos todas las fuerzas en la mesa de fuerzas, el perno del
origen debe estar centrado con el aro para que el sistema este en equilibrio. al
peso que mantiene este equilibrio se le da el nombre de equilibrante. VIII-.
CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO 1-. Representara el fenómeno físico mediante un
esquema del experimento 2-. Determinara el diagrama de cuerpo libre del
sistema 3-. Calculara la magnitud y dirección de la
resultante, simplificando el desarrollo mediante la tabla siguiente.
4-. Calculara la resultante por medio del polígono de
fuerzas 5-. En una balanza obtener la magnitud del peso
desconocido (equilibrante) 6-. Concentrara los resultados analítico, gráficos y
prácticos en la tabla de resultados
7-.Analizar los datos obtenidos y sacar conclusiones
comparando los valores gráficos, analíticos y prácticos IX-. HOJA DE CALCULO XI-. CUESTIONARIO TEORICO
4-. Enuncia el teorema de Pitágoras
XII-. CONCLUSIONES TEORICO - PRACTICAS
PERSONALES
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