COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE VECTORES
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UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE MECÁNICA 5 COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE VECTORES OBJETIVOS Encontrar la fuerza resultante de dos vectores por descomposición y por graficación. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Analizar fuerzas equilibrantes • Encontrar fuerzas resultantes de vectores • Aplicar los conceptos de composición y descomposición de fuerzas • Determinar experimentalmente las componentes de uno o de varios vectores Investigación: Para el desarrollo de la práctica se debe tener en cuenta los conceptos de composición y descomposición de vectores, funciones trigonomètricas, suma y resta de vectores. Materiales. Equipo requerido Mesa de fuerzas Poleas Anillo plástico Portapesas + Hilo Juego de masas Cantidad 1 3 1 3 1 INTRODUCCIÓN Fig 1. La figura 1 representa un asteroide sometido a las fuerzas Fx y Fy actuando sobre un punto común y que reciben el nombre de fuerzas concurrentes. Cada vector tiene una dirección y una magnitud definida. La fuerza del asteroide, se puede determinar por la adición de los vectores Fx y Fy. En la gráfica se utiliza el método del paralelogramo para encontrar la resultante. La diagonal del paralelogramo Fr, está definida por Fx y Fy, el vector que indica la magnitud y la dirección de la fuerza total que actúa sobre el asteroide se denomina fuerza resultante. La fuerza Fe que se representa por una línea punteada en dirección opuesta a Fr, es LA fuerza a la fuerza necesaria para mantener en equilibrio al sistema.. Laboratorio de Mecánica - Universidad de Pamplona Escrito por: Heriberto Peña Pedraza UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE MECÁNICA 6 MONTAJE EXPERIMENTAL Y PROCEDIMIENTO Realice el montaje de las poleas y el juego de masas sobre la mesa de fuerzas como se muestra en la figura 2 Figura 2. Utilice las poleas y los juegos de masa como se muestra en la figura 2. donde se muestran dos fuerzas conocidas F1 y F2. Para evitar que estas masas desplacen el anillo fuera de la posición central. Determinar la magnitud de Fe. Para ello varíe la masa del portapesas equilibrador para variar la magnitud de la fuerza y el angulo de la polea correspondiente para variar la dirección hasta que el anillo plástico quede centrado con el anillo dibujado en la escala graduada. NOTA: Para minimizar el efecto da la fricción en la polea, mueva el hilo de una de las componentes hasta que se equilibre, repita este proceso las veces que sea necesaria, esto ayuda a que la fuerza que converge en el anillo sea una fuerza verdadera cuando esta se encuentre en equilibrio. Registre la magnitud de la fuerza F1, F2, y Fe, el valor de las masas M1 y M2 incluyendo las masa del porta pesas y también θ1, θ2 y θe, estos ángulos se toman con respecto al cero de graduador Masa(g) Masa(g) Masa(Kg) Fuerza(N) Magnitud Angulo (grados) Masa(Kg) Fuerza(N) Magnitud Angulo (grados) Dibuje las magnitudes de F1, F2, y Fe en hojas milimetradas utilizando una escala apropiada (Ej. 2cm/N) y haga la magnitud de cada vector proporcional a la magnitud de la fuerza. Enumere cada vector e indique la magnitud de la fuerza que representa. Sobre su diagrama, use el método del paralelogramo para dibujar la resultante de F1 y F2. Marque la resultante Fr, mida la magnitud de Fr para determinar la fuerza resultante y registre esta magnitud en su diagrama. Encuentre la resultante y la dirección utilizando el método de descomposición de fuerzas. Laboratorio de Mecánica - Universidad de Pamplona Escrito por: Heriberto Peña Pedraza UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE MECÁNICA 7 Compare el resultado obtenido por los dos métodos. Si su resultado de Fe no coincide con el de Fr, sugiera algunas posibles causas de la fuente de error en su medidas y en el diseño de su experimento Realice el siguiente montaje: Figura 3. En este montaje, adicione fuerzas concurrentes vectorialmente para determinar la dirección y la magnitud de las fuerzas combinada. Usted debe encontrar en este caso dos fuerzas que al sumarse vectorialmente, tengan el mismo efecto que la fuerza original. Tenga en cuenta que las fuerzas están situadas en el eje y y x respectivamente. Siga los pasos del montaje anterior dejando el hilo horizontalmente con respecto a la polea, una segunda masa debe colgar verticalmente del anillo plástico. Mueva el dinamómetro hasta que la polea quede horizontal y la masa que cuelga esté vertical. Anote la magnitud del ángulo de F. Mida el ángulo como se muestra Magnitud =________________ Angulo___________Anote la magnitud de x y y, anote también la fuerza equilibrante F Componente x =__________________ , Componrnte Y= ______________Cambie la magnitud y la dirección de F y repita el experimento, anote sus resultados en la siuiente tabla. Masa (g) Fuerza (N) F Fx Fy Laboratorio de Mecánica - Universidad de Pamplona Escrito por: Heriberto Peña Pedraza Angulo (grados) UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE MECÁNICA Descomponga la fuerza F como se muestra en la figura . Compare el resultado obtenido al descomponer la fuerza F con las tablas anteriores ¿Que concluye? BIBLIOGRAFIA 1. Serway, Raymond. Física, Tomo I, 5ta. Ed., Editorial Mac GrawHill, 2001 2. Guías de laboratorio PASCO 1996 3. Sears-Zemansky CONCLUSIONES Laboratorio de Mecánica - Universidad de Pamplona Escrito por: Heriberto Peña Pedraza 8
