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FUERZAS CONCURRENTES

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  • 1. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 1. OBJETIVO  Comprobar las condiciones de equilibrio de un sistema de fuerzas concurrentes.  Observar la relación vectorial un sistema equilibrado de fuerzas concurrentes en un plano.  Verificar el resultado por el método del paralelogramo y por el cálculo basado en las coordenadas rectangulares. 2. FUNDAMENTO TEORICO Cuando se desee solucionar problemas de estática, se deberá mencionar siempre a las fuerzas que intervienen en el sistema. Una fuerza es un vector, por lo tanto tiene magnitud, dirección, sentido y un punto de aplicación. Para un caso particular de la suma de dos fuerzas tenemos: R = F1 + F2 Mediante el método analítico para la suma de dos fuerzas, el modulo de la resultante R viene dado por: R 2 = F1 + F2 + 2 F1 F2 cos α ……. (1) 2 2 Si un conjunto de fuerzas esta actuando sobre un cuerpo, produciéndole un equilibrio trasnacional entonces el vector resultante de todo ese conjunto de fuerzas es cero: ∑F = 0Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 1
  • 2. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I Una situación de tres fuerzas concurrentes y coplanares en donde todas las fuerzas están actuando en un mismo punto ocurre que: F1 + F2 + F3 = 0 3. MATERIALES SOPORTE UNIVERSAL PESAS DE 50g, 100g, 200g, 500g. POLEAS CUERDASToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 2
  • 3. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I BALDECITOS BALANZA TRANSPORTADOR PAPEL BLANCO O CARTULINAToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 3
  • 4. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 4. PROCEDIMIENTO 1. Realice el montaje de la figura. 2. Coloque los baldecitos, pesas hasta lograr el equilibrio del sistema.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 4
  • 5. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 3. En el centro de la hoja de papel blanco, dibuje un punto, coloque el papel detrás de las tres cuerdas de manera que el punto coincida con la unión de las tres cuerdas. Marque con puntos las posiciones donde las cuerdas pasan por el borde del papel. 4. Retire el papel, y trace con el lápiz y regla, las tres rectas a partir del punto de intersección.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 5
  • 6. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 5. Coloque nuevamente el papel tras del sistema, para verificar si el trazo de las líneas son correctas. De no ser así corregir con precisión. 6. Analice el papel, coloque en cada línea el valor de cada fuerza (en Newton), las cuales deberán obtenerse a partir de los pesos de los cuerpos contenidos en los baldecitos. 7. Mida los ángulos. 8. Realice el mismo procedimiento para otras dos experiencias más.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 6
  • 7. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 5. CUESTIONARIO 1. Exprese en un cuadro los valores obtenidos experimentalmente y los obtenidos teóricamente EXPERIMENTO I 𝜶𝜶 𝟎𝟎 100 100 gr 0 gr 90 0 45 0 45 150 gr EXPERIMENTO II 𝜶𝜶 𝟎𝟎 300 400 gr gr 770 53 0 500 500 grToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 7
  • 8. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I EXPERIMENTO III 𝜶𝜶 𝟎𝟎 200 Kg 0 74 220 70 0 36 0 Kg 340 Kg Valores Obtenidos en laboratorio: # de Peso del Peso del Peso del Angulo experimento cuerpo A cuerpo B cuerpo C α I 100 gr. 100 gr. 200 gr. 900 II 300 gr. 400 gr. 500 gr. 770 II 200 gr. 220 gr. 3400 gr. 740 LEYENDA: 𝜶𝜶 𝟎𝟎 B A CToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 8
  • 9. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I Valores Obtenidos teóricamente: # de Angulo entre A Angulo entre B Angulo entre C experimento y B “α” y C “β” y A “θ” I 900 1800 1800 II 770 1430 1400 III 740 1600 1260 𝜶𝜶 𝟎𝟎 LEYENDA: 𝜷 𝟎𝟎 𝜽 𝟎𝟎 B A C 2. Con los datos obtenidos experimentalmente, compruebe la ecuación (1). Para ello deberá considerar a uno de los pesos como la resultante del sistema PARA I 𝐹𝑐 = �1002 + 1002 𝐹𝑐 = 141.42 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. ⇒ 𝐹𝑐 = 141 Método del paralelogramo Se ha cometido un erro de 9 gramos. Ello debido a fallas ya sea en la posición del ángulo o a la hora de realizar el experimento.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 9
  • 10. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 𝐹𝑐 = �3002 + 4002 + 2.300.400. 𝑐𝑜𝑠77º 𝐹𝑐 = 492,5 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. PARA II Método del paralelogramo ⇒ 𝐹𝑐 = 492,5𝑔 Se ha cometido un erro de 7,5 gramos. Ello debido a fallas ya sea en la posición del ángulo o a la hora de realizar el experimento. 𝐹𝑐 = �2002 + 2202 + 2.200.220. 𝑐𝑜𝑠74 𝐹𝑐 = 336,21 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. PARA III Método del paralelogramo ⇒ 𝐹𝑐 = 336 𝑔 Se ha cometido un erro de 4 gramos. Ello debido a fallas ya sea en la posición del ángulo o a la hora de realizar el experimento.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 10
  • 11. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 3. Exprese los errores porcentuales experimentales en relación a los resultados teóricos. PARA I Fc (real) = 150 g. y Fc (teorico) = 141g. Ea (error absoluto) = 150 − 141 = 9 gramos en exceso 9 Er (error relativo) = = 0,06 150 Ep (error porcentual) = 0,06 × 100% = 6% PARA II Fc (real) = 500 g. y Fc (teorico) = 492,5 g. Ea (error absoluto) = 7,5 g. 7,5 Er (error relativo) = = 0,015 500 Ep (error porcentual) = 0,015 × 100% = 1,5% PARA III Fc (real) = 336g. y Fc (teorico) = 340 g. Ea (error absoluto) = 4 g. 4 Er (error relativo) = = 0,012 336 Ep (error porcentual) = 0,012 × 100% = 1,2%Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 11
  • 12. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I 4. Cuáles cree que han sido las posibles fuentes de error en su experimento Las frecuentes fuentes de error que se han encontrado en esta experiencia son: • La fricción entre las cuerdas y las poleas: los cuales impedían encontrar un equilibrio preciso. • Dibujar las fuerzas: fue un error frecuente puesto que para dibujar teníamos que poner un papel y calcar las fuerzas pero al hacerlo se generaban algunas fallas. • La medición del ángulo: ya que al calcar las líneas de fuerza las poleas solían deslizarse provocando así una variación en los ángulos. • Los baldecitos: en nuestro experimento no consideramos el peso de estos para así tener más comodidad a la hora de darle solución a los problemas. • En cuanto a las medidas: aquí encontramos la aproximación y redondeos que se le hizo a los ángulos, puesto que por comodidad se trabajo con números naturales.Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 12

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