practica 3. vectores - paralelogramo de fuerzas y componentes

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
CURSO FISICA MECANICA
PRACTICA DE LABORATORIO VIRTUAL
PRACTICA No. 3: VECTORES - PARALELOGRAMO
DE FUERZAS Y COMPONENTES RECTANGULARES
1.
INTRODUCCION
En muchos problemas importantes que afectan al físico, al técnico y al ingeniero intervienen varias
fuerzas actuantes sobre un cuerpo en circunstancias tales que no originan cambio alguno en su
estado de movimiento. En estas condiciones se dice que el cuerpo está en equilibrio. Para estar
en equilibrio un cuerpo podrá estar en reposo, pero no necesariamente tiene que estarlo: podría
estar moviéndose con velocidad uniforme a lo largo de una recta o girando uniformemente
alrededor de un eje fijo. A través de las actividades planteadas en esta guía se analizarán las
condiciones que deben cumplir las fuerzas actuantes sobre un cuerpo para que éste se considere
en equilibrio.
2. OBJETIVOS
2.1. Determinar la resultante de dos o más fuerzas concurrentes.
2.2. Determinar las componentes rectangulares de una fuerza.
2.3. Verificar el teorema del coseno para la adición de fuerzas.
3. MARCO TEORICO
3.1.
3.2.
3.4.
3.5.
Fuerzas concurrentes.
Componentes rectangulares de una fuerza.
Fuerza neta o fuerza resultante.
Ley de los senos y cosenos para determinar la resultante entre dos vectores. Visite la
dirección: http://www.youtube.com/watch?v=bHqVTzeoSZM
3.6. Dinamómetro y unidades de fuerza.
4. MATERIALES
Computador, conexión a internet y simulador de fuerzas concurrentes.
5. PROCEDIMIENTO
5.1 ADICION DE FUERZAS
Ingresa a:
http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/forces/forces.html
Los valores de las fuerzas F1, F2, F3 están determinados por los valores de fuerza gravitacional
(peso w = m.g) dado por cada una de las masas suspendidas.
Ajuste el valor de las fuerzas para equilibrar el sistema. Registre los valores de fuerza y ángulos en
la tabla 1.
TABLA 1. Fuerzas concurrentes
F1 (N)
θ1 (°)
F2 (N)
θ2 (°)
Fe (N)
θe (°)
Fe (n)
θe (°)
Gráfica
Gráfico
Teórica
Teórico
F3 (N)
Grafique en papel milimetrado a escala cada una de las situaciones obtenidas en el simulador. Use
el método grafico para determinar la resultante Fe entre F1 y F2 y el ángulo resultante θe entre F1 y
F2.
Utilice el teorema del coseno para determinar matemáticamente la Fe entre F1 y F2 el ángulo
resultante θe.
Calcule el error porcentual para la fuerza resultante Fe y el ángulo resultante θe entre F1 y F2.
Compare la fuerza equilibrante FR = F3 con la fuerza resultante Fe. La fuerza equilibrante está
balanceada con la fuerza resultante? Explique.
Varíe los valores de F1, F2, θ1 y θ2, repitiendo el análisis anterior.
Escriba conclusiones.
6. APLICACIONES.
6.1. Dos amigos, uno más corpulento y otro más delgado, empujan un sofá. El primero de ellos
ejerce una fuerza de 10 N y el segundo 8 N. ¿Cuál es la fuerza resultante con la que empujan el
sofá? Si empujan formando ángulo de: a) 0°, b) 60°, c) 90°, d) 120° y e) 180°
6.2. La vista desde el helicóptero en la figura muestra a dos personas jalando una mula terca.
Encuentre a) la fuerza única que es equivalente a las dos fuerzas que se muestran y b) la fuerza
que una tercera persona tendría que ejercer sobre la mula para hacer la fuerza resultante igual a
cero. Las fuerzas se miden en unidades de newton (representada por N).
6.3. Tres desplazamientos son A = 200 m al sur, B = 250 m al oeste y C = 150 m a 30.0° al
noreste. Construya un diagrama separado para cada una de las siguientes posibles formas de
sumar estos vectores: R1 = A + B + C; R2 = B + C + A; R3 = C + B + A. Explique que puede
concluir al compararlos diagramas.
6.4. Cada uno de los vectores desplazamientos A y B que se muestran en la figura tiene una
magnitud de 3.00 m. Encuentre gráficamente a) A + B, b) A - B, c) B – A y d) A - 2B. Reporte
todos los ángulos en sentido contrario de las manecillas del reloj desde el eje x positivo.
“ Si un fenómeno es susceptible de explicación mecánica, es
susceptible de infinidad de otras que nos informan igualmente
bien sobre todos los hechos revelados por la experiencia ” JULES HENRI POINCARÉ