INFORME DE PRÁCTICAS DE FÍSICA N° 1.

ADICIÓN DE VECTORES DE FUERZA.

María del Carmen Galarzam.delcarmen-20@hotmail.com

Naomi Peñaherrera.gnsis_naomi@hotmail.com

Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Cuenca, Cuenca – Ecuador.

RESUMEN: En esta práctica de vectores y fuerzas será usada para determinar la magnitud y dirección de varias fuerzas aplicadas simultáneamente para lograr demostrar el proceso de adición de varios vectores teniendo como objetivos formar un vector resultante, al igual que la relación entre la resultante de varios vectores y la fuerza equilibran te de esos vectores, ilustración y práctica de soluciones gráficas para la adición de vectores y la ilustración práctica de soluciones analíticas para la adición de vectores.

PALABRAS CLAVES: Fuerza, newton, vector.

1 INTRODUCCIÓN

Cualquier magnitud vectorial puede ser representada gráficamente por medio de una flecha llamada vector, la cual es un segmento de recta dirigido.

Para sumar magnitudes vectoriales necesitamos utilizar métodos especiales, ya sean gráficos, como el del paralelogramo, el triángulo y el del polígono, o analíticos, porque los vectores no pueden sumarse aritméticamente por tener dirección y sentido.

Cuando dos o más fuerzas actúan al mismo tiempo sobre un objeto y sus vectores suman cero el objeto está en equilibrio. En este experimento se determinará la suma vectorial de dos fuerzas concurrentes, llamada resultante por medio de la adición de vectores.

2 OBJETIVO.

Aplicar las leyes de la adición de vectores para resolver fuerzas en equilibrio.

3 MARCO TEÓRICO

VECTORES

Algunas magnitudes físicas como tiempo, temperatura, masa, densidad y carga eléctrica, se pueden describir plenamente con un número y una unidad, pero muchas otras cantidades importantes están asociadas a una dirección y no pueden describirse con solo un número. Tales cantidades desempeñan un papel fundamental en muchas áreas centrales de la física como el

movimiento y sus causas. Un ejemplo es la fuerza, que en física es un empuje o tirón aplicado a un cuerpo. Para describir plenamente una fuerza hay que indicar no sólo su intensidad, sino también en qué dirección tira o empuja.

PROPIEDADES DE LA ADICION VECTORES

Asociativa

u + (v + w) = (u + v) + w

Conmutativa

u + v = v + u

Elemento neutro

u + 0 = u

Elemento opuesto

u + (− u) = 0

EJEMPLO:

4 MATERIALES

Para esta práctica contamos con los siguientes materiales:

2 dinamómetros, 2 soportes universales Soporte cruz Diferentes masas Regla Resorte fuerte Lápiz Papel

1

5 DESARROLLO

1. Monte el aparato como se indica en la fig. 1 Con un transportador, mida cada uno de los tres ángulos en la intersección de los tres resortes.

2. Usando estas mediciones de los ángulos, construya un diagrama sobre papel de las fuerzas que actúan en el punto P dibujando tres líneas para representar las líneas de acción de las tres fuerzas. Marque las líneas A, B Y C.

3. Registre los valores de las dos lecturas del dinamometro y el peso en N de la masade 500gr al lado de las lineas A, B y C en el papel. Si las escalas dan lecturas en masa, convierta estas lecturas de masa en kg a peso en N multiplicando la masa por 9.8 m/s2

4. Seleccione una escala numerica apropiada y registrela cerca de la linea C. Usando su escala, construya vectores a los largo de las lineas A, B y C para representar las fuerzas que actuan a lo largo de cada línea de fuerza.

5. Sume el vector B reproduciendo una paralela a A, pero con su cola en la cabeza de B.

6 ANÁLISIS DE DATOS.

Tabla 1

1. ¿Cuál escala numérica selecciono para su modelo? Calcule la resultante utilizando su escala numérica.

La escala numérica que usamos es equivalente a un newton.

2. Compare la magnitud y dirección de la fuerza compuesta resultante de A+B con la magnitud medida o conocida de la fuerza C. Explique. Calcule el error relativo de las magnitudes usando la fuerza C como valor referencial.

Formula del error relativo: E= |FC−R|F C

x100

R=A+B

R= 5,97+4,06= 10,03

Aplicamos en la formula

E= |9,03−10,03|

9,03x100 = 11,07

Entonces el porcentaje de error es 11.07 %

3. Por separado, reconstruya los vectores A, B y C y súmelos. Halago colocando un pedazo de papel sobre su primer diagrama y trace los vectores. Coloque la cola de B en la cabeza de A, y después coloque la cola de C en la cabeza de B.

4. Explique los resultados de la suma grafica de A+B+C, que llevó a cabo como se le pidió en el punto 3.

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Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

FB

FC

FA

Ángulo entre fuerzas

Masa (Kg) Fuerza = mg(N)

FA Y FB,γ = 50° MA= 3,83 FA= 5,97

FA Y FC, β= 160° MB= 4,51 FB= 4,06

FB Y FC,α= 150° MC= 9,03 FC= 9,03

En la anterior grafica observamos que el resultado de la FA+ FB + FC es nulo dado que la sumatoria de las fuerzas dadas es una figura cíclica entonces se da el siguiente caso: ∑F=FA+ FB + FC = 0

5. Suponga que ha sumado B a C. ¿Qué resultado espera?

Se espera que el resultado de la resultante al sumar FB + FC sea FA puesto q al sumar sea como la gráfica anterior.

6. ¿Qué resultado espera obtener si suma C a A?

Se espera que el resultado de la resultante al sumar FA + FC sea FB puesto q al sumar sea como la gráfica anterior.

7. En la misma hoja que utilizó en el punto 3, sume sus 3 vectores en el orden C+B+A. ¿Qué resultado obtiene?

Al momento de sumar las respectivas fuerzas en ese orden FC + FB + FA observamos que como se explicó en la pregunta 4, la resultante es igual a cero.

7 CONCLUSIÓN.

Estableciendo los datos resultantes de esta práctica hemos podido comprender y analizar los diferentes conceptos que se desarrollan respecto a un vector, y las diferentes aplicaciones que este tiene en la vida cotidiana: el cual nos permite localizar un punto. Si bien es determinante este estudio, podríamos agregar que el estudio de los vectores lleva consigo un amplio estudio ya que tiene influencia en áreas de trabajo, influencias que antes eran desconocidas por nosotros.

Mediante esta práctica comprobamos los siguientes puntos:

• Si un sistema físico se encuentra en equilibrio, se verificara que cualquiera de sus partes componentes también lo estará.

• Todo rígido sometido a la acción de un sistema de fueras no gira si la sumatoria de momentos con respecto a cualquier punto es igual a cero.

• Un cuerpo rígido permanece en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas si solo si, estas fuerzas tienes igual modulo y están dirigidas en sentidos contrarios.

• Las fuerzas solo se pueden sumar entre sí, si ellas están aplicadas a un mismo punto.

Por lo tanto hemos determinado que la realización de esta práctica permitió que nuestros conocimientos acerca de los vectores se hayan ampliado de manera

tal que podemos emplear de una manera correcta la utilización de las formulas en el tema de los vectores.

8 ANEXOS

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9 REFERENCIAS

Página web.

Link:

http://www.vitutor.com/geo/vec/a_6.html

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Fig. 4 Aparato armado