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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL N°5

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Monica Arzate

on 21 March 2015

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Transcript of ACTIVIDAD EXPERIMENTAL N°5

Resultados
INSTRUCCIÓN. Registra los resultados para cada uno de los sistemas y realiza la resolución gráfica y analítica correspondiente.
Objetivo
Comprender los conceptos de magnitud escalar, magnitud vectorial, tipo de vectores y suma de vectores.
Resolver por métodos gráficos y analíticos un sistema de vectores coplanares concurrentes.
Analizar fenómenos de la vida cotidiana relacionados con vectores.
Antecedentes teóricos
Ruta crítica
Listado de materiales
1 Cartulina.
1 Regla de plástico.
1 Transportador.
1 Rondana o aro de metal.
3 Hilos.
3 Dinamómetros.
Procedimiento
1•
Trazar en una cartulina un plano cartesiano indicando los ejes coordenados.
2•
Atar tres hilos a la rondana.
3•
Sujetar en el otro extremo de cada hilo un dinamómetro.
4•
Colocar la rondana en el origen del sistema de coordenadas.
5•
Mantener la rondana en el origen.
6•
Jalar los extremos de cada hilo.
7•
Tomar las lecturas de los ángulos y las fuerzas generadas en cada extremo.
8•
Encontrar el vector resultante de manera gráfica y analítica.
9•
Realizar tres veces el procedimiento modificando los ángulos y la fuerza aplicada.
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL N°5
VECTORES GENERADOS CON FUERZA

Universidad Autónoma de Querétaro
Escuela de Bachilleres
Plantel Sur
Laboratorio de Física
Actividad experimental no. 5
Equipo 1
Arzate Urbina Monica Arely
Galindo Molina Karla Paola
Gallegos Lemus María Fernanda
Olvera Nieves Mariana
Velázquez Saldaña Luisa Fernanda
6 Semestre Grupo 8
Análisis de resultados
Conclusiones
Bibliografía
Conclusiones personales
Tabla 1: Datos sistema de fuerzas 1.
Tabla 2: Datos sistema de fuerzas 2.
Tabla 3: Datos sistema de fuerzas 3.
INSTRUCCIÓN: Responde las siguientes preguntas:
1.-¿Las resoluciones gráfica y analítica obtenidas en la actividad experimental coinciden? Justifica tu respuesta

Sí, por que hay una serie de funciones elementales de las que debemos tener una noción intuitiva de la relación existente entre la expresión analítica y la gráfica, es decir, dada la gráfica de una función debemos asociarle una expresión analítica y viceversa.
Para poder realizar la resolución analítica en esta práctica, necesitamos de una resolución gráfica, que en este caso fue el diagrama de cuerpo libre, obtenido de las fuerzas ejercidas sobre la rondana.
2.-Si el sistema se encuentra en equilibrio y una de las fuerzas sufre un cambio de dirección, ¿qué efecto se produce en el sistema? Explica

Para que exista el equilibrio la sumatoria de las fuerzas deben dar igual a cero, si cambia la dirección, puede que ya no de igual a cero y se pierda el equilibrio.
Cuando esta condición no se satisface hay fuerza desequilibrada o no balanceada actuando sobre el cuerpo, lo que implica que el sistema de fuerzas tenderá a producir cambios en el movimiento lineal de un cuerpo.
Si no se cumplen se dice entonces que un cuerpo se encuentra en desequilibrio, es decir, tiene movimiento traslacional o rotacional.
INSTRUCCIÓN: Responde las siguientes preguntas:
1.-Explica dos casos de la vida cotidiana donde se vea empleado el uso de un sistema de fuerzas.

-
Caso 1:Un sistema de fuerzas concurrentes es uno en el que las fuerzas se cruzan en un solo punto, aunque vengan de distintas direcciones. Por ejemplo una lámpara que cuelga pero esta sujeta por dos o mas cables, en el punto de sujeción concurren las fuerzas.
-Caso2: Cuando se coloca una polea, se generan tensiones en las cuerdas dependiendo de la carga.
INSTRUCCIÓN. Redacta tus conclusiones con base en la actividad experimental realizada.

Los vectores tienen la particularidad de representar aquellas magnitudes físicas en las que es necesario establecer algo más que un mero valor numérico con su correspondiente unidad de medida, estas magnitudes físicas son las denominadas "magnitudes vectoriales" y algunos ejemplos son: el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el torque, etc.
En el proceso de realización de los antecedentes, aprendimos nuevos métodos, por ejemplo desconocíamos el método del paralelogramo y del polígono, algo que me pareció interesante es que no sabía que el procedimiento que nos enseñaron había sido el de componentes de rectangulares.
Al elaborar la actividad experimental aplicamos 3 fuerzas, con dirección y magnitud diferente en el plano, con el fin de que las 3 fuerzas en conjunto lograran mantener una rondana justamente en el origen, para saber la tensión que cada fuerza aplicaba fue necesario un dinamómetro.
En esta práctica tuvimos fallas por el hilo que se rompió por la cantidad de fuerza que ejercíamos al jalar los dinamómetros, conocimos un dinamómetro y observamos sus medidas que están en gramos y onzas.
Arzate Urbina Monica Arely
Galindo Molina Karla Paola
Gallegos Lemus María Fernanda
Olvera Nieves Mariana

Velázquez Saldaña Luisa Fernanda
Trazar en una cartulina el plano cartesiano.
Atar tres hilos.
Sujetar cada hilo a un dinamómetro.
Colocar la rondana en el origen.
Mantener la rondana en el origen.
Jalar los extremos de cada hilo.
Tomar lecturas de los ángulos y las fuerzas en cada extremo
Encontrar el vector resultante de manera gráfica y analítica.
Realizar tres veces el procedimiento modificando los ángulos y la fuerza
aplicada.
Vector:
Son magnitudes representadas por una letra, en la cual se encuentra una flecha sobre de ella, estos segmentos son orientados, cuyo tamaño se denomina módulo (longitud), la recta directriz a la que es paralelo se denomina dirección (orientación) y la orientación hacia donde apuntan se denomina sentido. Por ejemplo: la velocidad, fuerza, etc.
Vector resultante:
El vector resultante en un sistema de vectores, es un vector que produce el mismo efecto en el sistema que los vectores componentes.
Vector equilibrante:
Es un vector igual en magnitud y dirección al vector resultante pero en sentido contrario es decir a 180°
Diagrama de cuerpo libre:
Este diagrama es un croquis del contorno del cuerpo, que lo representan aislando o “libre” de su entorno, esto es, un “cuerpo libre”. Sobre este croquis, es necesario mostrar todas las fuerzas y los momentos de par que el entorno ejerce sobre el cuerpo de manera que estos efectos puedan ser considerados cuando se apliquen las ecuaciones libres.
Componentes rectangulares:
Los componentes rectangulares son útiles para la suma o resta de vectores.
El proceso de obtención de componentes rectangulares es más sencillo ya que el paralelogramo que se utilice para representar la fuerza y sus componentes es un rectángulo y el teorema del coseno que se utiliza para hallar los valores numéricos de las componentes se reduce entonces al teorema de Pitágoras.

Una fuerza F se puede descomponer en una componente rectangular Fx dirigida según el eje “x” y otra componente rectangular Fy dirigida según el eje “y”. Las fuerzas Fx y Fy son las componentes vectoriales de las fuerza F. Los ejes “x” e “y” suelen tomarse horizontal y vertical, no obstante, se pueden tomar en dos direcciones perpendiculares cualesquiera. Estas direcciones.

Las componentes escalares Fx y Fy de las fuerza F pueden ser positivas o negativas, según cuál sea el sentido de las componentes vectoriales Fx y Fy. La componente escalar será positiva si la componente vectorial correspondiente tiene el mismo sentido que el vector unitario asociado y negativa en caso contrario.
Método gráfico del polígono:
Consiste en disponer gráficamente un vector a continuación de otro, ordenadamente: el origen de cada uno de los vectores coincidirá con el extremo del siguiente. El vector resultante es aquel cuyo origen coincide con el del primer vector y termina en el extremo del último.
Método gráfico del paralelogramo:
Este método permite solamente sumar vectores de dos en dos. Consiste en disponer gráficamente los dos vectores de manera que los orígenes de ambos coincidan en un punto, trazando rectas paralelas a cada uno de los vectores, en el extremo del otro y de igual longitud, formando así un paralelogramo; el vector resultante de la suma es la diagonal de dicho paralelogramo que parte del origen común de ambos vectores.
 -José A. Ibáñez Mengual, Ernesto Martín Rodríguez, José M. Zamarro Minguell. 1989. Física Curso de Orientación Universitaria. Madrid.
-Russell C. Hibbeler. 2004. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática, Decima Edición. México.
-William F. Riley, Leroy D. Sturges. 2004. Ingeniería Mecánica: Estática. España.
-http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/vectores1.htm
Los vectores tienen la particularidad de representar aquellas magnitudes físicas en las que es necesario establecer algo más que un mero valor numérico con su correspondiente unidad de medida, estas magnitudes físicas son las denominadas "magnitudes vectoriales" y algunos ejemplos son: el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el torque, etc. estas magnitudes físicas tienen la particularidad de definirse a través de 3 características principales, el modulo (valor numérico y unidad de medida, la dirección y el sentido. Podemos decir que al hacer uso de los vectores (flechas dirigidas que poseen magnitud), podemos explicar mucho más fácil, problemas que tienen que ver con velocidades, desplazamientos, fuerzas y aceleraciones.
Estos son en realidad, fundamentales para el estudio de la física. Durante la experimentación en el laboratorio era de suma importancia que la rondana estuviera bien centrada justo en el punto céntrico de la cartulina y que los dinamómetros estuvieran generando la tensión adecuada para que los cálculos fueran precisos y pudiéramos trazar las fuerzas generadas y los ángulos en cada extremo y de este modo calcular el vector resultante a través de los componentes rectangulares.
Recordé lo que es un vector, sus características y cómo representarlos por un diagrama de cuerpo libre con sus respectivas anotaciones para considerarlos a la hora de hacer las ecuaciones, mientras que aprendí los métodos gráficos que son de polígono que consiste en disponer un vector a continuación de otro ordenadamente los cuales coincidirán con el extremo del siguiente y del paralelogramo que nos permite sumar vectores de dos en dos y tienen que coincidir en los orígenes de ambos puntos. Los vectores los usamos constantemente en la vida cotidiana y en industrias por ejemplo para levantar objetos pesados, para jugar billar. Leyendo un poco vi que hay diferentes tipos de vectores cómo son fijos o ligados (aquellos que tienen un origen fijo), los vectores deslizantes (aquellos que pueden cambiar de posición a lo largo de su directriz) , vectores libres (aquellos que pueden desplazarse libremente a lo largo de sus direcciones sin sufrir modificaciones), vectores paralelos, vectores copla nares (aquellas que están en un mismo plano), vectores concurrentes (aquellas que sus líneas se cortan en un punto), Vectores co-lineales (aquellos que sus líneas de acción se encuentran sobre una misma recta). En esta práctica tuvimos fallas por el hilo que se rompió por la cantidad de fuerza que ejercíamos al jalar los dinamómetros, conocimos un dinamómetro y observamos sus medidas que esta en gramos y onzas.
Para realizar esta actividad experimental fue necesario recordar temas previamente vistos en semestres anteriores, como es el caso de los vectores, sin embargo nosotros solo habíamos trabajado con vectores de forma analítica, con esta actividad pudimos poner en práctica los conocimientos para llevarlos a cabo en el laboratorio.
Utilizando los vectores podemos analizar más fácilmente magnitudes como son la dirección, el desplazamiento de un cuerpo por el plano, la fuerza de éste, etc.
En este caso aplicamos 3 fuerzas, con dirección y magnitud diferente en el plano, con el fin de que las 3 fuerzas en conjunto lograran mantener una rondana justamente en el origen, para saber la tensión que cada fuerza aplicaba fue necesario un dinamómetro. Teniendo la tensión de cada cuerda (vector), fue necesario marcar los ángulos de cada uno para en base a esto poder calcular cuál era el vector resultante.
Con esta actividad experimental reforzamos nuestros conocimientos sobre vectores no solo de forma teórica y matemática, sino que pudimos experimentar para analizar físicamente cómo actúan los vectores en el plano.
Los vectores, es uno de los primeros temas que se ven en la materia de física, por eso al momento de realizar esta actividad, no teníamos recuerdos de los conceptos y el procedimiento que incluían el sacar el vector resultante, por lo que tuvimos que recurrir a nuestras libretas de semestres anteriores.
En el proceso de realización de los antecedentes, aprendimos nuevos métodos, por ejemplo desconocíamos el método del paralelogramo y del polígono, algo que me pareció interesante es que no sabía que el procedimiento que nos enseñaron había sido el de componentes de rectangulares.
Para realizar la práctica se necesitó la participación de todo el equipo, porque en lo que unas le aplicaban fuerza a las cuerdas sujetadas a la rondana, otro miembro cuidaba que no se saliera del centro, mientras que el último tomaba las fotografías.
Por ultimo todo el equipo reforzó sus conocimientos en los vectores, así mismo nos sirvió para comprender que podemos ver ejemplos de fuerzas no solo ahí, si no en la vida cotidiana como en una lámpara colgada, en la cual sus cuerdas se encuentran tensionadas soportando su peso y si no se cuida la fuerza aplicada se puede llegar a romper.
Vector. (Del lat. vector, -ōris, que conduce). m. Agente que transporta algo de un lugar a otro. Bioquím. Fragmento de ácido desoxirribonucleico que puede unir otro fragmento ajeno y transferirlo al genoma de otros organismos. Fil. Toda acción proyectiva que tiene cualidad e intensidad variables. Fís. Toda magnitud en la que, además de la cuantía, hay que considerar el punto de aplicación, la dirección y el sentido. Las fuerzas son vectores. Med. Ser vivo que puede transmitir o propagar una enfermedad. □ V.
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