Algunos datos sobre el reporte de la práctica 2 de Física

ÍNDICE

Resumen...........................................................................................................................................3

Introducción.....................................................................................................................................3

Referencias.....................................................................................................................................3

Materiales y métodos.......................................................................................................................4

Materiales y Equipo.......................................................................................................................4

Método..........................................................................................................................................4

Método para realizar los cálculos..................................................................................................5

Resultados y discusión.....................................................................................................................5

Tabla 1, datos obtenidos................................................................................................................4

Cálculos.........................................................................................................................................5

Discusión.......................................................................................................................................6

Conclusiones....................................................................................................................................6

Bibliografía......................................................................................................................................6

Cuestionario.....................................................................................................................................7

RESUMEN

Con la determinación de las condiciones de equilibrio mediante la mesa de fuerzas FIECER se ha observado cómo funcionan en la práctica algunos aspectos de la rama de la mecánica denominada estática. Se ha logrado mantener dicho equilibrio mediante la combinación de pesas en la mencionada mesa de fuerzas y se han realizado los cálculos correspondientes para explicar el fenómeno.

Se ha obtenido una comprobación experimental que cuando la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a 0, este está en equilibrio estático.

INTRODUCCIÓN

Se utilizó la mesa de fuerzas FICER modelo MF-03 para determinar las condiciones del equilibrio estático de las fuerzas. El papel de la mesa fue mostrar el momento en que las líneas de acción convergieran en un mismo punto, obteniéndose así la condición de equilibrio. El objetivo fue lograr el equilibrio para cada uno de los sistemas de pesas.

Una magnitud física es un atributo de un cuerpo, fenómeno o sustancia que puede ser medida, en otras palabras, comparada con una escala elaborada a base de un patrón. Se denomina fuerza a cualquier acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración modificando su velocidad¹. Un newton (N) es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades². Toda fuerza se caracteriza por tener 4 cualidades; Magnitud, Dirección, Sentido y Punto de Aplicación³.

La Estática trata de los casos en los cuales los cuerpos y los sistemas permanecen en reposo debido al equilibrio de las fuerzas.

Toda fuerza puede ser considerada como la resultante de dos fuerzas concurrentes y coplanares. Son fuerzas coplanares aquellas que sus vectores se encuentran situados en el mismo plano. podemos descomponer ésta en dos fuerzas: La fuerza W que actúa en la dirección del movimiento y que contribuye por tanto, a acelerarlo y a vencer las resistencias que a él se oponen. A W se le llama componente dinámica. La fuerza N normal a W en nada contribuye al movimiento, su efecto consiste en aumentar la presión del cuerpo móvil contra el suelo. A esta fuerza N se le llama Componente Estática.

Referencias:

1. http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

2. http://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)

3. Ing. Carlos A. De la Vega (2005), Manual de Laboratorio Física Básica I.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales y equipo.

- Mesa de fuerzas FICER modelo MF-03 que incluye:

- Poleas

- Porta pesas (3)

- Pesas de 50 gr (6)

- Pesas de 100 gr (3)

Método.

1. Asegurarse de que la mesa de fuerzas esté nivelada, para ello se necesita un nivel. De no ser así, hay que girar los tornillos del tripié hasta lograrlo (los tornillos se muestran en la figura 1)

2. La guía circular graduada debe estar bien centrada sobre el plato de la mesa.

3. Colocar las poleas 1, 2 y 3 en sentido contrario a las manecillas del reloj y verificar que los porta poleas estén conectados al sistema de retención, como se muestra en la figura 2.

4. La polea 1 debe ser fijada en la marca de los 0 grados y retenida con el sistema de retención, como se muestra en la figura 2. Esta polea no se moverá durante el experimento, así que puede permanecer retenida.

5. Elegir por lo menos 5 combinaciones de pesas de la tabla 1 y llevarlas a cabo en la mesa de fuerzas.

6. Para centrar el anillo de fuerzas deben moverse solamente las poleas 2 y 3. Es recomendable moverlas simultáneamente para centrar más pronto en anillo.

7. Al estar el anillo centrado, deben fijarse las poleas 2 y 3.

8. Verificar nuevamente el anillo en busca de cambios. Si los hay, deben liberarse las poleas y buscar de nuevo el equilibrio de fuerzas.

9. Después de cerciorarse de que el anillo esté centrado, se registrará el ángulo que la polea 1 forma con la 2 y luego el de la polea 3. La diferencia del ángulo de la polea número 3 y 2 indica el ángulo formado por las pesas y que equilibran el peso de la polea número 1.

10. Graficar uno de los sistemas en equilibrio obtenidos para hacer más fácilmente los cálculos.

11. Registrar los datos obtenidos.

Método para realizar los cálculos.

1. El ángulo obtenido entre la polea No. 2 y No. 3, y los pesos usados en las poleas deben ser usados en la ley de Cosenos para obtener la magnitud de la fuerza resultante y que representa a la fuerza equilibrante del peso de la polea No.1.

2. También pueden descomponerse las fuerzas y sumarse las respectivas fuerza verticales.

3. Hacer esto para cada una de las combinaciones.

Fórmulas	Significado
Fx = Fcos θ Fy = Fcos θ Σ F = 0 Σ Fx = 0 Σ Fy = 0 F = m·a	F = Fuerza Fx = Fuerza en X Fy = Fuerza en Y Cosθ= Coseno del ángulo Σ = Sumatoria Σ Fx = Sumatoria de Fx m = Masa (Kg) a = Aceleración (m/s2) g= Gravedad (9.81 m/s2 )

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

Tabla 1. Datos obtenidos.

Combinación	Peso polea 1	Peso polea 2	Peso polea 3	Ángulo 1 (polea 1 y 2)	Ángulo 2 (polea 1 y 3)	Ángulo 3 (polea 2 y 3)
1
2
3
4
5

Cálculos.

Combinación 1.	Combinación 2.
F1= ( ) ( ) = F2= ( ) ( ) = F3= ( ) ( ) = Fx = ( ) cos ( ) Fx = ________________ Fy = ( ) cos ( ) Fy = ________________ Fz = ( ) cos ( ) Fz = ________________ Σ F = _______________ Discusión:	F1= ( ) ( ) = F2= ( ) ( ) = F3= ( ) ( ) = Fx = ( ) cos ( ) Fx = ________________ Fy = ( ) cos ( ) Fy = ________________ Fz = ( ) cos ( ) Fz = ________________ Σ F = _______________ Discusión:
Combinación 3.	Combinación 4.
F1= ( ) ( ) = F2= ( ) ( ) = F3= ( ) ( ) = Fx = ( ) cos ( ) Fx = ________________ Fy = ( ) cos ( ) Fy = ________________ Fz = ( ) cos ( ) Fz = ________________ Σ F = _______________ Discusión:	F1= ( ) ( ) = F2= ( ) ( ) = F3= ( ) ( ) = Fx = ( ) cos ( ) Fx = ________________ Fy = ( ) cos ( ) Fy = ________________ Fz = ( ) cos ( ) Fz = ________________ Σ F = _______________ Discusión:
Combinación 5.
F1= ( ) ( ) = F2= ( ) ( ) = F3= ( ) ( ) = Fx = ( ) cos ( ) Fx = ________________ Fy = ( ) cos ( ) Fy = ________________ Fz = ( ) cos ( ) Fz = ________________ Σ F = _______________ Discusión:

Discusión.

Ya que era necesario multiplicar la masa de las pesas por la gravedad para obtener el peso en Newtons, un paso importante para lograr los resultados correctos fue anotar tanto el peso de los porta poleas como el peso exacto de las pesas, paso que, de omitirse, afectaría los resultados de los cálculos.

CONCLUSIONES.

Lo que afirma la mecánica respecto al equilibrio de fuerzas en la ley de cosenos y la primera condición de equilibrio es cierto en la práctica tanto como en la teoría. Hay otras simples de realizar experimentos de este tipo; http://www.walter-fendt.de/ph11s/equilibrium_s.htm.

BIBLIOGRAFÍA.

Ing. Carlos A. De la Vega (2005), Manual de Laboratorio Física Básica I.

Wikipedia.org.

CUESTIONARIO.

¿Qué relación hay entre los pesos utilizados y los ángulos obtenidos?

¿Qué relación existe entre la magnitud de las pesas y el ángulo obtenido?

Describe si en alguno de los experimentos tuviste algún problema, cuál y cómo se resolvió

¿Qué problemas se presentaron al manipular la mesa de fuerzas?

¿Qué utilidad práctica puedes mencionar al realizar este experimento?