practica de laboratorio no 08 componentes de una fuerza

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

TITULO:

CONPONENTES DE UNA FUERZA.

OBJETIVOS:

Descomponer una fuerza en dos o tres fuerzas.

Realizar la lectura de la fuerzas mediante un dinamómetro para mediante el valor de las

pesas hallar el valor de las componentes.

MATERIALES:

Anilla.

Base soporte.

Dinamómetro de 1N

Eje tambor.

Nuez doble.

Polea.

Porta pesas.

Rodillo de 200 g.

Tornillo de mesa (dos).

Varilla de soporte (dos).

Varilla soporte de 250 mn.

Varilla soporte roscada.




MONTAJE DEL EXPERIMENTO

FUNDAMENTO.

1. Una fuerza se puede descomponer en una suma de dos, tres o más fuerzas F en el

espacio la descomponemos en tres o más fuerzas perpendiculares entre si, a estas las

llamaremos componentes originales de F.

Empleando un sistema rectangular de coordenadas, F vendrá dado



Jorge Enrique Pinzón Quintero por FX + Fy + Fz. Como se ve en la figura 2. Consideramos los vectores

Unitarios i , j , y k de modo que unida en dirección de los ejes coordenadas y

sentido positivo las componentes se escribirán




Donde FX, FY, Fz son números que representan el modulo de las componentes por lo que:

(2)

Si se dan las componentes de una fuerza, su modulo se obtendrá como se indica a

continuación.

Teniendo en cuenta la formula (2)

Por lo mismo,

Con lo que en la 3 se obtiene.

(4)




2. Cuando el modulo de una de las componentes sea nulo, por ejemplo, Fz = 0, la (2)

queda convertida en

Que es el caso particular de una fuerza en el plano definido por los ejes de las X y de las Y

DESCRIPCION.

1. Realizar el montaje de la figura 1 y tantear las pesas de los portapesas para que las

cuerdas queden perpendiculares.(podemos auxiliarnos con la escuadra de nivel)

Realizar la lectura del dinamómetro, y el valor de las pesas dará el valor de las

componentes. Aplicando la 4

Se obtiene el valor del modulo f compartir con el peso del rodillo.

2. si se baja el tambor, de forma que F se mueve dentro de un mismo plano, hasta

conseguir que F, Fx y FY se encuentra en un mismo plano, entonces Fz se anulan y la

(5) se convierte en .




FUNDAMENTO.

Elevando al cuadrado las igualdades anteriores, sumándolas miembro a miembro y teniendo en

cuenta que:




3. sea una fuerza F = cF; el valor de sus componentes será cFx, cFY, cFz. (figura 2).

Al sustituir en la (2), se ve que resultan los mismos ángulos , y lo que quiere decir que entre

una dirección de una fuerza en el espacio y los ángulos que los determinan hay una

correspondencia biunívoca.

DESCRIPCION:

1. Realizar un montaje como el de la figura 1.

2. Descomponer la fuerza debida al rodillo, como se indico en la práctica anterior.

3. Anotar los valores obtenidos en F, FX, FY, FZ.

4. medir con un círculo graduado los ángulos que forman F con cada una de sus

componentes.

5. Calcular los suplementos de los ángulos obtenidos en el punto 4 se hace así, las FX,

FY, FZ. no son realmente las componentes de su opuesta, a la que equilibra, es decir,

la reacción.

6. Calcular los cosenos de los ángulos obtenidos en el punto anterior, por medio de las

tablas trigonométricas.

7. Comprobar las ecuaciones (3) y al mismo tiempo el valor de los ángulos , , y Y

(FIG 3).

8. Calcular los cosenos directores a partir de las ecuaciones (2) con los resultados

obtenidos en el punto 3.

9. Comprobar aplicando la formula.

10. Calcular el arco de los cosenos obtenidos en el punto 8.

11. Comprobar los resultados de los puntos 4 y 10 las divergencias son los errores

experimentales. La bondad de las medidas efectuadas de una u otra se obtienen con

las operaciones 7 y 9.




12. Para comprobar que , y es una invariante para todas las fuerzas que tienen las

misma dirección de F se opera como sigue. Se sustituye el rodillo por un

dinamómetro (fig 1) se tensa hasta que marque 120 g y se vuelve a repetir las

operaciones del punto anterior para calcular las componentes FX, FY, FZ. y los

ángulos , y.

Una vez realizada esto, volver a tensar el dinamómetro para que marque 240 g o

sea, el doble; hacer la descomposición de la fuerza en sus componentes y medir los

ángulos correspondientes. Se observara:

Que las componentes son dobles de las FX, FY, FZ. Determina anteriormente y que

los ángulos no habrán variado, siempre que se le anilla se encuentra en el mismo

punto.




SUGERENCIAS.

TABLA Nº1

COMPONENTES DE UNA FUERZA EN EL ESPACIO.

FX

(N)

FY

(N) FZ

(N) F (N)

FT

(W)

1

2

3

4

5

TABLA Nº2

COSENOS DIRECTORES DE UNA FUERZA

i i i COS COS COS COS2 i

+COS2 i+

COS2 I

1

2

3

4

5

practica de laboratorio no 08 componentes de una fuerza

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