Informe De Laboratorio PRÁCTICA 6: ESTÁTICA O TRATADO DEL EQUILIBRIO

Transcripción

1 Informe De Laboratorio PRÁCTICA 6: ESTÁTICA O TRATADO DEL EQUILIBRIO Presentado Por: SANTIAGO ALDANA G7N02Santiago ALEJANDRO GOMEZ G7N15Alejandro JEAN NICOLAS HERNANDEZ - G7N16Jean MAURICIO POLANIA G7N23Andres Presentado a: UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Marzo 9 de 2016 Bogotá, Colombia

2 1. Resumen En el presente escrito se comprueba la primera ley de Newton al demostrar que un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando una fuerza(as) contrarrestan el efecto de las otra(as). Para ello se utiliza una mesa de fuerzas. 2. Marco Teórico Toda fuerza se caracteriza por estas cuatro cualidades: punto de aplicación, dirección, sentido e intensidad. En cada dirección caben dos sentidos opuestos. En un cuerpo sólido, se puede cambiar al punto de aplicación de una fuerza por otro situado en la misma dirección de este, sin que ello resulten alterados los afectos. Se dice que un conjunto o sistema de fuerzas esta en equilibrio, cuando unas contrarrestan el efecto de las otras. Al ejercer un cuerpo, una fuerza sobre otro, este segundo cuerpo, siempre ejercerá una fuerza sobre el primero. Esta propiedad de las fuerzas fue establecida primeramente por Newton en su tercera ley de movimiento; A toda acción se pone siempre una reacción igual pero en sentido contrario. Fuerzas aplicadas a un mismo punto Dos fuerzas F " y F # aplicadas a un punto, equivalen siempre a una resultante F $. 3. Objetivos Comprobar la primera ley de Newton. 4. Materiales Mesas de fuerzas 3 Poleas con pinzas Portapesas y pesas Cuerdas 5. Procedimiento

3 1. El anillo de la mesa de fuerzas se somete a tres fuerzas que se ejercen mediante pesos que se cuelgan en las cuerdas que llegan a él. 2. Fije las poleas y pase una cuerda por cada una de ellas, coloque pesas en los extremos de las cuerdas teniendo cuidado de que ellas queden paralelas a al mes. Cambie la altura de las poleas si es necesario. 3. Mueva las poleas hasta que el anillo quede centrado. 4. Mantenga este sistema en equilibrio. Coloque F $ en el sentido negativo del eje Y. Mida las fuerzas F " y F # (F " diferente de F # ) y sus respectivos ángulos θ " y θ # con respecto al eje positivo del eje X. Anote los valores medidos en la tabla 1 y los correspondientes incertidumbres absolutas en el encabezamiento de la tabla Establezca el equilibrio dos veces más y complete la tabla 1. F $ = ±0.01 N F " = ±0.01 N θ " = ±0.1 N F # = ±0.01 N θ # = ±0.1 N F $ (N) F " (N) θ " (º) F # (N) θ # (º) TABLA 1. Incertidumbres absolutas en la medición de fuerzas y sus respectivos ángulos. 6. Análisis 1. Con los datos de la Tabla 1, calcule las componentes en el eje X y en el eje Y, de las fuerzas y consígnelas en la tabla 2.

4 F / (N) F 01 (N) F 21 (N) (F 01 + F 21 )(N) F 06 (N) F 26 (N) TABLA 2. Componentes de los vectores F " y F #. 2. Calcule las incertidumbres absolutas de las componentes en el eje X y en el eje Y. Llene la tabla 3. F $ (N) F "7 (N) F #7 (N) ( F "7 + F #7 )(N) F "8 (N) F #8 (N) 0.392± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±0.01 TABLA 3. Incertidumbres absolutas de las componentes de los vectores F " y F #. 3. Plantee las ecuaciones de las fuerzas que están actuando sobre el anillo tanto para el eje X como para el eje Y. Se puede representar al anillo como una partícula en equilibrio sobre la que se ejerce una fuerza resultante de cero. F 8 = F $8 + F "8 + F #8 = 0 F 8 = F "8 + F #8 = 0 F 7 = F $7 + F "7 + F #7 = 0 4. De acuerdo con estas ecuaciones planteadas, que columnas de la tabla 2, deberían ser iguales entre si? La primera columna F / debería ser igual a la cuarta columna (F 01 + F 21 ) puesto que la sumatoria de las componentes en y de los vectores fuerzas, F " y F #, contrarresta el efecto de la fuerza F /, que tiene componente en y distinta de cero y negativa, pero se tiene en cuenta el error en la medición. 5. Cuanto es la incertidumbre absoluta promedio de la comprobación de la primera ley de Newton? La incertidumbre absoluta es un valor que difiere entre el valor real y el valor medido. Puesto que el valor real es desconocido, se asigna una incertidumbre a cada medición. Para mediciones directas, como las que se tomaron en el laboratorio, la incertidumbre asociada a dicha medición depende solamente del tipo y de la resolución del instrumento, por ende, asumimos la incertidumbre absoluta promedio de la comprobación de la primera ley de newton como la sumatoria de las incertidumbres absolutas de las componentes en y dividida por la cantidad de mediciones; dando como resultado ±0.02.

5 6. Cuanto es la diferencia absoluta promedio entre las columnas que mencionó en la pregunta 4? La diferencia absoluta promedio entre las columnas es F / (N) - (F 01 + F 21 )(N) = Compare la incertidumbre absoluta promedio de la pregunta 5 con la diferencia absoluta promedio de la pregunta 6. La incertidumbre promedio es mayor que la diferencia absoluta promedio. 7. Conclusiones Partiendo de la primera ley de Newton, se puede concluir que si un cuerpo esta inicialmente en reposo, sigue en reposo siempre y cuando el sistema continue en equlibrio. La fuerza se comporta como vector y esto nos permite aplicar las reglas de suma vectorial para obtener las componentes de una fuerza y posteriormento la fuerza resultantes sobre un objeto. Para que un cuerpo este en equilibrio, sobre este deben actuar varias fuerzas cuya sumatoria, la fuerza resultante sea cero.