“SUMA DE VECTORES EN 2-D”
ANDRES FELIPE DUSSAN NATALIA GUZMAN QUINTERO DANIELA LARA MORENO LUIS REINA MENDEZ
GRUPO NO. 4
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL HUILA CORHUILA FACULTAD DE INGENIERIA NEIVA- HUILA 2016
“SUMA DE VECTORES EN 2-D” 1
ANDRES FELIPE DUSSAN NATALIA GUZMAN QUINTERO DANIELA LARA MORENO LUIS REINA MENDEZ
INFORME DE LABORATORIO – PRÁCTICA NO. 1
PROFESOR JAIRO QUINTERO ALDANA
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL HUILA CORHUILA FACULTAD DE INGENIERIA NEIVA- HUILA 2016
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Tabla de contenido OBJETIVOS........................................................................................................... 4 MATERIALES........................................................................................................ 5 PROCEDIMIENTO................................................................................................. 6 RESULTADOS....................................................................................................... 7 ANALISIS........................................................................................................... 11 CONCLUSIONES................................................................................................. 13 ANEXOS............................................................................................................. 14
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OBJETIVOS
1. 2. 3. 4. 5.
Definir un vector y representarlo gráficamente. Distinguir entre masa y peso. Estudiar y analizar experimentalmente las fuerzas en equilibrio. Distinguir entre fuerza resultante y fuerza equilibrante. Hallar el vector resultante en un sistema de fuerzas, utilizando la mesa de
fuerzas. 6. Aplicar el método analítico (descomposición vectorial) para sumar vectores. 7. Comparar los resultados experimentales y analíticos entre las magnitudes de las fuerzas y direcciones de cada caso.
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MATERIALES
Conjunto de masas
Porta masas de 5 g
Una mesa de fuerzas
Polea
5
PROCEDIMIENTO Se inició ajustando las poleas y los porta masas a la mesa de fuerzas, después en esta que posee una escala en su superficie, que va desde 0° hasta 360° se ajustan las dos, de las tres poleas con los grados dados en la guía con su respectiva masa. Luego se ajusta la tercera polea (fuerza resultante experimental) hasta que quede en su lugar el disco transparente, que es en el centro de la mesa (equilibrado); ya con montaje realizado se realiza esto 3 veces con diferentes ángulos y masas.
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RESULTADOS TABLA N°1: SUMA DE VECTORES EN 2-D DE FORMA EXPERIMENTAL
FUERZA (VECTORES)
FUERZA R EXPERIM
CASOS MAGNITUD (N)
DIRECCION (°)
1
F1=1,5 F2=2
1=20 2=80
6,37
x 10
2
F1=1,5 F2=2
1=0 2=90
4,41
x 10−2
1=41 2=158
6,86
x 10−2
3
x 10−2
F1=6,86
−2
x 10
F2=5,39
MAGNITUD (N)
−2
TABLA N°2: SUMA DE VECTORES DE FORMA EXPERIMENTAL Y ANALÍTICA
FUERZA RESULTANTE
%
7
EXPERIMENTAL CASO S
MAGNITUD (N)
ANALÍTICA
2,5
90
0,98
−2
273
0,1 04
11 7
0,34
x 10
228
6,86
−2
3
60
x 10
3,04
4,41
231
2
−2
6,37
DIRECCION (°)
x 10
MAGNITUD (N)
1
DIRECCION (°)
CÁLCULOS P=mg
6,5 g 0,0065 Kg
P= 0,0065 Kg x 9,8 m/s2 = 0,0637 6,37x10-2 N
4,5 0,0045 Kg
P= 0,0045 Kg x 9,8 m/s2 = 0,0441 4,41x10-2 N
7g 0,007 Kg
P= 0,007 Kg x 9,8 m/s2 = 0,0686 6,86x10-2 N
5,5 g 0,0055 Kg
8
MAGNITU (N)
0,97
P= 0,0055 Kg x 9,8 m/s2 = 0,0539 5,39x10-2 N CASO 1 S 2=( 1,5 N )2 +(2 N )2−2(1,5 N)( 2 N ) cos 6 0° S 2=2,25 N 2 +4 N 2−3 N 2 S= √9,25 N 2=3,04 N CASO 2 S 2=( 1,5 N )2 +(2 N )2−2(1,5 N)( 2 N ) cos 9 0° S 2=6,25 N 2−0 S= √ 6,25 N 2=2,5 N
9
CASO 3 2
−2
2
−2
2
−2
−2
S =( 6,86 x 10 N ) +(5,39 x 10 N ) −2(6,86 x 10 N )(5,39 x 10 N) cos 11 7 S 2=4,70 x 10−3 N 2+2,90 x 10−3 N 2 +3,32 x 10−3 N 2 S= √0,01092 N 2=0,104 N PORCENTAJE DE ERROR MAGNITUD
(
3,04 N−6,37 x 10 N X 100 =0,97 3,04 N
)
(
2,5 N −4,41 x 1 0 N X 100 =0,98 2,5 N
(
0,104 N−6,86 x 10 N X 100 =0,34 0,104 N
−2
)
−2
−2
)
DIRECCIÓN °
°
)
°
°
)
(
6 0 −231 X 100 =−2,85 ° 60
(
9 0 −228 X 100 =−1,53 ° 90
(
117 −27 3 X 100 =−1,33 117 °
°
°
)
10
°
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ANALISIS 1. ¿Qué diferencia existe entre la masa y el peso de un cuerpo?
La masa de un cuerpo está relacionada con el número y clase de partículas que lo forman. Es una medida de la cantidad de la materia que posee el cuerpo y se mide en kilogramos, gramos, toneladas, libras, onzas etc. En cambio el peso de un cuerpo es una medida de la fuerza que es causada sobre dicho cuerpo por el campo gravitatorio, se mide en
2. Mencione
Newton dos cantidades
escalares
(N). y dos cantidades
vectoriales
relacionadas directamente con este experimento. Cantidades escalares:
Masa Distancia
Cantidades vectoriales:
Fuerza Peso
3. En el laboratorio, ¿Qué técnica experimental se utilizó para hallar la magnitud y dirección de la resultante de un sistema de fuerzas? Teorema del coseno. Teorema de Pitágoras.
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4. ¿Qué relación existe entre la fuerza equilibrante (E) y la resultante (R) de un sistema de fuerzas? La fuerza resultante es aquella única fuerza capaz de producir el mismo efecto cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, por otra parte la fuerza equilibrante es la fuerza de igual dirección e intensidad que la resultante, pero de sentido contrario a ella ya que equilibra todo el sistema. Es decir la relación entre ellas es en el momento en el que un sistema está en equilibrio cuando su resultante es igual a cero (nula) ya que no hay un desplazamiento del cuerpo al que se le aplica las fuerzas. 5. De acuerdo con los porcentajes de error, obtenidos al comparar los valores experimentales y analíticos (magnitud y dirección de la resultante) ¿Qué se puede concluir? Se obtuvo un buen porcentaje de error en la magnitud ya que este no sobrepaso a 1 en los tres casos pero en la dirección no fue así ya que el valor experimental es mayor al analítico, esto tal vez sucedió por la falta de especificación al momento de la toma de datos en el laboratorio ya que hasta la más mínima cifra puede causar un gran efecto
en
los
cálculos
y
sus
respectivos
resultados.
6. Explique las posibles causas de error de la experiencia. Mayor precisión en el momento de acomodar el disco transparente
con la ayuda de las masas en cada una de las poleas. Mejor exactitud y claridad en la realización de los cálculos como son las conversiones, método analítico y porcentaje de error.
CONCLUSIONES
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A partir de esta práctica se concluye que:
Mediante el estudio de la suma de vectores en 2-D, se puede distinguir entre la fuerza resultante, fuerza equilibrante y su relación entre sí, porque dado el punto en que si no hay un equilibrio entre las fuerzas que se calculan, esto va a presentar un porcentaje de error entre la magnitud y la dirección
del
objeto.
Se aplicó el método analítico para la suma de los vectores y así tener un mejor
resultado
para
la
comparación
entre
la
fuerza
resultante
(experimental y analítica) y obtener la menor diferencia entre ellas.
Una cantidad escalar solo posee magnitud a diferencia de la cantidad vectorial
que
tiene
magnitud,
dirección
y
sentido.
Se suele confundir o creer que masa y peso con lo mismo pero es totalmente diferente ya que la primera está relacionada con el número y clase de partículas que lo forman y la segunda por la medida de la fuerza causada por la gravedad.
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ANEXOS
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