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INFORME DE LABORATORIO FISICA I VECTORES PRESENTADO POR: ALBERTO MARIO FABRA GUSTAVO TORRES JOSE ANDRES RADA PROGRAMA: INGENIERIA DE SISTEMAS FACULTAD DE: INGENIERIAS UNIVERSIDAD DE CORDOBA MONTERIA AÑO 2019 INTRODUCCION En física, un vector es una herramienta geométrica utilizada para representar u...

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INFORME DE LABORATORIO FISICA I

VECTORES

PRESENTADO POR: ALBERTO MARIO FABRA GUSTAVO TORRES JOSE ANDRES RADA PROGRAMA: INGENIERIA DE SISTEMAS

FACULTAD DE: INGENIERIAS

UNIVERSIDAD DE CORDOBA MONTERIA

AÑO 2019

INTRODUCCION

En física, un vector es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su magnitud su dirección y su sentido. En esta práctica de laboratorio se busca fusionar la teoría con la práctica mediante el análisis de fuerzas y vectores resultantes, producto de esta práctica de Laboratorio

OBJETIVOS

 Determinar las componentes X y Y de un sistema de fuerzas en equilibrio, utilizando el metodo grafico de el paralelogramo y el poligono  Calcular las componentes X y Y de un sistema de fuerzas en equilibrio, utilizando el metodo analitico  Determinar el prcentaje de error utilizando ambos metodos

VECTORES Los vectores se definen como expresiones matemáticas que poseen módulo, dirección y sentido. Estos se representan gráficamente por un segmento rectilíneo AB (ver Figura 1), cuya longitud en cierta escala corresponde al módulo del vector.

CONCEPTO DE FUERZA Llamamos fuerza a la medida de la acción de un cuerpo sobre otro, como resultado de la cual el cuerpo cambia su estado de movimiento o equilibrio. En la vida real se presentan diferentes fuerzas: fuerza de la gravedad, fuerza de atracción y repulsión de los cuerpos electrizados e imantados, fuerza de rozamiento, fuerza de reacción de un cuerpo sobre otro, etc.

MÉTODO GRÁFICO Para el empleo del método gráfico se debe seleccionar una escala adecuada de manera que al representar la magnitud de las fuerzas en su diagrama vectorial éste ocupe el mayor espacio de la hoja. Los ángulos que las fuerzas forman con el eje de referencia se miden con un transportador

Método del Paralelogramo.

La suma de las dos fuerzas F1  y F2  aplicadas a un mismo punto O se obtiene construyendo un paralelogramo con F1  y F2  como lados contiguos del paralelogramo. La diagonal que pasa por O representa la resultante en módulo y dirección de las fuerzas F1  y F2  . Queda solo medir con una regla en la escala adoptada su longitud y el ángulo  con un transportador

Método del Polígono

Cuando deseamos sumar más de dos vectores (fuerzas), utilizando este método que consiste en escoger un punto O en el plano de las fuerzas y trazar un vector fuerza (Por ejemplo F1  ). A partir de allí se coloca sucesivamente el origen de otra fuerza en el extremo del anterior hasta agotar todas las fuerzas, y finalmente uniendo el origen de la primera fuerza con el extremo de la última encontramos la resultante del sistema de fuerzas concurrentes en la escala escogida. El polígono obtenido se llama polígono de fuerzas.

METODO ANALITICO

Método de las relaciones trigonométricas

En este caso para determinar la resultante de dos fuerzas F1  y F2  en módulo y dirección, es necesario construir el triángulo de fuerzas ABC a mano alzada. Para construir este triángulo trazamos el vector F1  y a partir del extremo de F1  trazamos el vector F2  , el lado AC que cierra el triángulo ABC representa la resultante en módulo y dirección. Designaremos por  el ángulo formado por F1  y F2  y los ángulos forma la resultante con estas fuerzas respectivamente. La magnitud de la resultante R se obtiene mediante el teorema del coseno

MARCO TEORICO

DINAMOMETRO: es indispensable en el estudio de la dinámica, que es la parte de la física que estudia las relaciones entre los movimientos de los cuerpos y las causas que provocan dicho movimientos. Para entender estos fenómenos se toma como punto de partida la observación del mundo cotidiano; por ejemplo, si se desea cambiar la posición de un cuerpo en reposo, es necesario empujarlo o levantarlo, es decir, ejercer una acción sobre él. Sin embargo, cuando necesitamos conocer la potencia ejercida o necesaria a ejercer sobre ese objeto para que se mueva debemos hacer uso dinamómetro, el cual no es otra cosa que una herramienta ideada para comprobar las variaciones que se producen en un objeto al recibir la acción de una fuerza externa.

LEY DE HOOKE: En el siglo XVII, al estudiar los resortes y la elasticidad, el físico Robert Hooke observó que para muchos materiales la curva de esfuerzo vs deformación tiene una región lineal. Dentro de ciertos límites, la fuerza requerida para estirar un objeto elástico, como un resorte de metal, es directamente proporcional a la extensión del resorte. A esto se le conoce como la ley de Hooke, y comúnmente la escribimos así: F=−kx Donde FFF es la fuerza, x la longitud de la extensión o compresión, según el caso, y k es una constante de proporcionalidad conocida como constante de resorte, que generalmente está en N/m

MONTAJE

MATERIALES  Pie estativo  Varilla soporte, 600 mm  Varilla soporte con orificio,100 mm  Nuez doble  Platillo para pesas de ranuras, 10 g  Pesa de ranura, 10 g  Pesa de ranura, 50 g  Dinamómetro, 1N

 Dinamómetro, 2N  Soporte para dinamómetro  Sedal

REALIZACION

 Cuelga el platillo para pesas de los dos dinamómetro, en el lazo central del sedal, con una carga total m= 100g  Coloca en la misma altura las nueces dobles que sujetan el dinamómetro  Coloca el disco graduado de una forma que su centro coincida con el punto en el que está colgada la masa, y la dirección de la fuerza por peso coincida con uno de los ejes. 1. Desplaza el dinamómetro en 1N en su soporte hasta que los ángulos se forman las fuerzas F1 y F2 con la vertical sean iguales:  Separando paso a paso las dos mitades del pie estativo, ve formando, aproximadamente, los ángulos dados en la tabla 1.  Lee en cada paso los ángulos de α1 y α2 y las fuerzas F1 y F2, y anota los valores en la tabla 1. 2. Partiendo de la posición inicial, varía la altura del dinamómetro 1N paso a paso.

 Pon aproximadamente los ángulos α1dados en la tabla 2.  Lee de nuevo en cada paso los dos ángulos y las fuerzas, y anota los valores en la tabla 2.

RESULTADO DE LAS MEDIDAS M=100G-1N Tabla 1

α1/º

α2/º

α1+ α2

F1

F2

Fr

20

20

40

0,49 N

0,58 N

0.38 N

30

30

60

0,53 N

0,59 N

0.56 N

40

40

80

0,63 N

0,69 N

0.85 N

50

50

100

0,76 N

0,79 N

1.19 N

α2/º

α1+ α2

F1

F2

Fr

Tabla 2

α1/º

40

34

74

0,61 N

0,65 N

0.76 N

55

50

105

0,81 N

0,82 N

1.29 N

70

45

115

0,81 N

1,02 N

1.54 N

90

40

130

0,78 N

1,22 N

1.82 N

115

32

147

0,05 N

1,68 N

1.72 N

CONCLUSION

Para hacer este trabajo fue necesario tener conocimientos previos de ciertos conceptos claves. Por ejemplo vector, que se constituye de tres partes (módulo, dirección y sentido), el cual puede ser expresado tanto en coordenadas polares como cartesianas. Otro concepto trabajado fue la fuerza, la cual puede combinarse con otras, formando una fuerza resultante (principio de superposición), esta fuerza resultante puede ser cero (equilibrio de un cuerpo rígido). Una vez en el laboratorio de Física armamos la mesa de fuerza, atornillando tres poleas a esta, la cual estaba sujeta a un extremo por una argolla (en el centro de la mesa) y en el otro extremo a los porta masas, teniendo que variar sus ángulos y pesos para lograr el equilibrio, esto tuve que hacerse tres veces. De esto obtuvimos los datos para calcular si coincidían las teorías del principio de superposición y equilibrio para un cuerpo rígido con la experiencia. Terminado el cálculo, en dos

casos no se cumplieron los principios ya mencionados, pero en uno sí. Entonces podemos concluir que la fuerza si es un vector y que para hacer coincidir la teoría con la experiencia se requiere tener los datos lo más exactos posible

BIBLIOGRAFIA Serway, K. y Beichner R (2002) Física. Tomo I. México, McGraw Hill Interamericano, S.A. Editores, S.A. Boor, F., y Johnston, R (1990) Estática. Mecánica vectorial para ingenieros. México, D.F., México. Mc Graw Hill Interamericana Editores, S.A. de C:V. Alonso, M. y Finn, E. (1976). Física. Volumen I: Mecánica. Mexico, Fondo Educativo Interamericano, S.A. Editores, S.A. de C.V. Caguao, A. y Concepción, C. (2004) Laboratorio de FíSICA I. Práctica 5: Fuerza coplanares concurrentes. Universidad Nacional Experimental "Francisco de Miranda...