Fisica

LABORATORIO Nº 2 VECTORES Y FUERZAS

OBJETIVOS • • • Medir el módulo de un vector fuerza usando dinamómetros. Verificar que los vectores (fuerzas) cumplen la definición de la adición de vectores. Verificar experimentalmente las condiciones de equilibrio para un sistema.

INTRODUCCIÓN: Establecimos ya en la primera experiencia, que una cantidad física era una variable en un fenómeno, unapropiedad de un material o la característica de un cuerpo factible de medir. De aquí la importancia de la medición, no obstante esto, existen dos tipos de cantidades físicas. A modo de ejemplo, digamos que frente a la pregunta: ¿Cuál es la temperatura en este momento y en este lugar? Decir que es de 10ºC, responde plenamente a la interrogante es decir, con un número y una unidad la temperatura quedadeterminada, más aún, si decimos que 10 horas más tarde la temperatura aumentará en 15ºC, estaremos afirmando que al llegar ese momento la temperatura alcanzará un valor de 25ºC sin lugar a dudas. Lo que resulta simple al referirnos a la temperatura se repite con conceptos como los de: masa, tiempo, energía, longitud, volumen, etc., estas cantidades se conocen como magnitudes escalares. Si, por otraparte, detenemos un taxi en una calle diciéndole al chofer que nos lleve a 30 cuadras de allí, a pesar de indicarle un número y una unidad esta información será incompleta para el conductor quien preguntará ¿hacia adonde? Sólo si le indicamos por ejemplo por la Alameda hacia el oriente, él sabrá hacia donde dirigirse, es decir, hemos agregado al módulo, la dirección y el sentido. Si una personaen una esquina experimenta dos desplazamientos consecutivos, el primero de 3 cuadras y luego de otras 4 cuadras, y nos preguntamos ¿a cuántas cuadras quedará del punto de partida? La respuesta correcta en este caso es más de una, puesto que la información es incompleta y sólo será 7 cuadras si la persona ha caminado en línea recta y un sólo sentido. Cantidades como el desplazamiento, se conocencomo magnitudes vectoriales. Otros ejemplos de magnitudes vectoriales son: las velocidades, fuerzas, aceleraciones, torques, etc. Este último tipo de cantidades físicas tienen un tratamiento diferente, en su representación y su operatoria. Por ejemplo una fuerza quedará bien determinada si se conoce su módulo y dirección, se representará gráficamente como un trazo dirigido (flecha) llamado vector.Este vector posee longitud (módulo), dirección (ángulo que forma con una recta escogida como referencia) y sentido (está dado por la punta de la flecha o bien directamente mediante el mismo ángulo).

REPRESENTACIÓN DE UNA SUMA Y UNA DIFERENCIA ENTRE VECTORES.

Así como los vectores se pueden sumar también se pueden descomponer, es decir, se pueden determinar dos o más cuya suma resulte elvector dado. Dado que las fuerzas son vectores, experimentaremos con fuerzas para verificar estas operaciones. Una aplicación importante de la descomposición de fuerzas ocurre en el plano inclinado con el peso del cuerpo que está sobre él. El peso es una fuerza, que teniendo dirección vertical y sentido hacia el centro de la Tierra aproximadamente, puede descomponerse en otras dos; una paralela alplano inclinado y otra perpendicular a él, tal como se ilustra en la figura:

Así podemos observar que la superficie del plano inclinado resiste sólo una parte del peso del cuerpo, al mismo tiempo que la otra componente tiende a acelerarlo a lo largo del plano. La magnitud de una fuerza se puede medir con un dinamómetro, instrumento que está provisto de un resorte que se deforma en relación con lafuerza aplicada sobre él. Según la Ley de Hooke, la deformación que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que la produce. De acuerdo a los PRINCIPIOS DE NEWTON, podemos indicar: • • “Un cuerpo permanecerá en reposo o moviéndose con velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza”. (INERCIA) “La aceleración adquirida por un cuerpo sobre el que actúa una fuerza...