INTRODUCCION
El siguiente trabajo tratara acerca de la determinación de las fuerzas resultantes la cual se realizó con el CASSYLAB, Este dispositivo nos permite de forma directa a través de sensores obtener los resultados requeridos; las fuerza resultantes son aquellas que se dan por la suma de más de dos o más fuerzas sobre un objeto; Para poder encontrar dicha fuerza se aplican el concepto de suma vectorial. Para hallar la fuerza resultante ejercida sobre un punto hay varios métodos, entre ellos están; el del paralelogramo, método de la ley del coseno y el método del polígono. La experiencia realizada en el laboratorio, tenía como objetivo fundamental aprender a hallar fuerzas resultantes utilizando dos de los métodos anteriormente mencionados, a continuación se presentara un informe detallado del procedimiento realizado y los resultados obtenidos.
MARCO TEORICO
Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas simultáneamente, al conjunto se les denomina sistemas de fuerzas. Cada una de estas fuerzas se llama componente del sistema. La suma de todas las fuerzas aplicadas a un mismo punto se conoce como resultante. Si sobre un cuerpo actúan fuerzas de la misma dirección y sentido, el resultante es otra fuerza de la misma dirección y sentido. Si actúan fuerzas de la misma dirección y sentido contrario, el resultante es una fuerza de la misma dirección, con el sentido de la mayor. En un sistema mecánico cuando tienes más de una fuerza actuando la suma vectorial de estas es la fuerza resultante. La fuerza resultante es una fuerza que por sí sola produciría el mismo efecto que todo el sistema de fuerzas. Según el tipo de sistemas que veas depende la complejidad del cálculo necesario, pudiendo resolverse también gráficamente. Un ejemplo para ayudar: Si dos caballos tiran de un carro en la misma dirección, uno con una fuerza de 150 kilogramos fuerza y el otro con una fuerza de 120 kilogramos fuerza, la fuerza resultante sería de 270 kilogramos fuerza. Puedes pensar que podríamos reemplazar los dos caballos por un buey que haga esa fuerza y obtendríamos el mismo resultado. Ahora piensa que los pongamos a tirar a los mismos caballos en sentido opuesto, en ese caso la resultante será 30 kilogramos fuerza en dirección de caballo más fuerte. El término de fuerza es uno de los conceptos fundamentales sobre el que se basa la física actual. Las fuerzas son magnitudes vectoriales que, además de tener magnitud, tienen dirección y sentido; por lo tanto: Si actúan varias a la vez sobre un cuerpo se han de aplicar, para su composición, las reglas de suma de vectores para hallar la resultante total (fuerza total o resultante) que actúa sobre el cuerpo.
OBJETIVOS
Posicionar de forma adecuada las pesas de tal manera que se ubiquen con los ángulos correspondientes o determinados. Determinar la fuerza resultante (Fr) debida a una fuerza F1 y al peso W. Determinar la fuerza resultante en función del ángulo α entre la fuerza debida al peso W y a la fuerza F1.
Usar los sensores de fuerza para determinar las distintas tensiones que ejercen los cordeles. Usar adecuadamente el software cassylab.
DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA
Básicamente de todo lo realizado en la práctica o experiencia tuvimos que ingresar al programa del CASSYLAB una serie de datos para que de esa manera los sensores detectaran lo ocurrido y así llegar a obtener lo esperado que es la fuerza resultante. Los siguientes son los diferentes parámetros, constantes y modelos matemáticos que debimos introducir al software cassy para realizar los respectivos cálculos: Masa de la pesa, constante=0.05; símbolo=m; Unidades=Kg; Desde 0 Hasta 0.05; Decimales=3 Gravedad, constante=9.8; símbolo=g; unidades=m/seg2; desde 0 hasta 10; decimales=1 Angulo alfa, parámetro=90,70,120 y 45; símbolo=&a; unidades= °; desde 0 hasta 120; decimales=1 Peso de la masa, formula=m*g; símbolo=W; unidades=N; desde 0 hasta 1; decimales=2 Fuerza resultante, formula=sqr(FA12+W2-2*FA1*W*cos(180-&a)); símbolo=FR; unidades=N; desde 0 hasta 1.5; decimales=3 Fuerza resultante experimental, formula= FB1/1000;símbolo=Fe; unidades=N; desde 0 hasta 10; decimales=2 Porcentajes de error; formula= abs(FR-Fe)/FR; símbolo=%, desde 0 hasta 100; decimales=2.
TABLA DE RESULTADOS
Estos fueron los resultados obtenidos de la experiencia Determinación de fuerzas resultantes, de lo cual se puede concluir que variando los ángulos & de 90, 70, 120 y 50 grados con el disco graduado resultaron los siguientes porcentajes de error.
Esto nos conlleva a analizar y saber que en el primer dato se obtuvo un porcentaje de error de 3%, en el segundo solo un 12,1%de error, y en los dos últimos un 2,8 y 105,1 de error lo que indica que al momento de variar los ángulos, mover el cordel de los sensores o sostener las pesas en gramos pudo haber una equivocación.
MATERIALES
Pie estativo Varilla soporte de 60 cm. Nuez doble Sensor de 50 N Sensor de 1N Interface Cassylab Pesa Polea Disco
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Durante los ejercicios planteados en el aula de clase pudimos observar y aprender que con los implementos utilizados manejábamos dos métodos como el método del paralelogramo y el método del coseno. Después de haber realizado los ensayos correspondientes, con los métodos planteados (método del paralelogramo y método la ley del coseno), llegamos a la conclusión, que por medio de ellos, podemos determinar de manera fácil y práctica la fuerza resultante de dos o más fuerzas ejercidas sobre un punto u objeto.
HOJA DE EVALUACION
¿Es posible obtener un vector resultante menor que los vectores que constituyen su suma? Explique. Si es posible obtener un vector resultante menor ya que este puede dar cero y seria menor que los vectores utilizados para la suma ¿Qué diferencia existe entre una cantidad vectorial y una cantidad escalar? La diferencia que existe es que las cantidades vectoriales tienen dirección y magnitud y las debemos combinar mediante las reglas de la suma vectorial y por lo contrario las cantidades escalares son números y las podemos combinar siguiendo las reglas tradicionales de la aritmética. ¿Cuáles son conclusiones con respecto a la experiencia realizada? Las conclusiones son que la fuerza resultante se resuelve midiendo diferentes ángulos que forman un vector y que entre más certeros seamos con la posición y manipulación de los ángulos el porcentaje error será mínimo.
