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FUERZAS PARALELAS
OBJETIVO
Medir las fuerzas que marcan dos dinamómetros aplicados a una palanca que sostienen un peso, y a partir de
los momentos de las fuerzas respecto al centro de la palanca, calcular mediante representación gráfica el
valor del peso
MATERIAL
Dinamómetro de 5N (2)
Palanca
Tornillo de mesa (2)
Portapesas 10g
Hilo
Nivel de burbuja
Juego de pesas
Nuez doble (2)
Varilla soporte de 250mm (2)
Varilla soporte(2)
FUNDAMENTO
En el experimento se mantiene constante el peso
P, y se pueden modificar los puntos de aplicación
de los dinamómetros F1 y F2, (esto supone que d1
y d2 varían), así como el punto de aplicación del
peso. Se toman las medidas cuando el sistema está
perfectamente equilibrado, lo que se comprueba
con el nivel sobre la palanca que debe estar
horizontal.
F1
Tomamos los siguientes convenios de signos
vectoriales y medimos las distancias a partir del
centro de la palanca O:
•
•
•
•
F2
d1
O
d2
d3
Peso(palanca)
Peso
mg
Fuerzas hacia arriba, positivas (+).
Fuerzas hacia abajo, negativas (-).
Distancias a la derecha de O, positivas (+)
Distancias a la izquierda de O, negativas (-)
Así mismo aplicamos al sistema las condiciones de equilibrio: Suma de fuerzas = 0; Suma de momentos = 0
Observando la figura y aplicando lo anterior, tenemos: F1+ F2-Peso(mg) -Peso(palanca)=0
Tomando momentos respecto a O:
Despejando P;
tenemos:
P=
F1· d1 + P.d3 + F2 · d2 = 0
− F1d1 − F2 d 2 ΣFi d i
=
d3
d3
Por lo tanto si representamos sobre el eje Y, el valor que resulta de sumar vectorialmente los momentos de
las fuerzas medidas por los dinamómetros respecto a un punto (tomaremos el O), frente a las diferentes
posiciones d3 del peso, en cada estado de equilibrio, en el eje de las X, se deberá obtener una recta cuya
pendiente corresponderá al valor del peso P.
MONTAJE
PROCEDIMIENTO
1) El peso P es constante en todas las medidas. Se dispone el montaje tal como se indica, cuando se alcanza
la horizontalidad de la palanca (medida con el nivel), se toman las medidas de F1, d1, F2, d2 y d3, y se
llevan a la Tabla 1
2) Cambiar las posiciones de los dinamómetros y equilibrar de nuevo la palanca desplazando el peso. Repetir
las medidas hasta 4 veces mas situándolas en la Tabla 1
Tabla 1
medidas F1/N
1
2
3
4
5
d1/m
F2/N
d2/m
-F1d1-F2d2 d3
3) Represente la gráfica indicada
4) Mida la pendiente, y compruebe que este valor del peso corresponde aproximadamente con el colgado de
la palanca, teniendo en cuenta que P = mg
5) Calcule el error relativo cometido, considerando como valor más probable el señalado en las pesas.