GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
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MOMENTOS DE FUERZAS

Fundamento

El sistema de la figura consiste en una barra articulada en su extremo superior y sobre la que actúan las siguientes fuerzas.

SOLUCIÓN

Observación

En alguno de los experimentos es necesario calcular un factor de escala, esto es, una relación entre el tamaño real y el de la fotografía.

Los datos que se exponen, se han obtenido a partir de unas fotografías  cuyo tamaño puede no coincidir con las de la página. En consecuencia, existe una variación en el factor de escala según sea el tamaño de la fotografía. Como es natural, esto no debe afectar ni a la ley ni a la comprobación de la ley, por consiguiente, el utilizar un tamaño u otro de fotografía debe conducir a los mismos resultados finales o a diferencias atribuibles exclusivamente a errores experimentales que se cometan en la toma de medidas.

 

a
T
j
W
P

                                                                                         

 , peso de la barra, fuerza  que está aplicada en el centro de masas.

 , tensión de la cuerda que viene medida por el peso del portapesas con sus pesas. Esta fuerza también actúa en el centro de masas

, peso de la esfera de hierro ( ver fotografías)

La cuarta fuerza es la que ejerce el eje sobre la barra .

l designa la distancia desde el eje a la fuerza

 l/2 designa la longitud desde el eje de giro hasta el agujero central de la barra.

 

Si el sistema  se encuentra en equilibrio la suma de los momentos respecto al punto en que incide el eje de giro sobre la barra es cero. El momento de la fuerza es nulo. Los ángulos a y j son complementarios

 

                       

 

Si en el experimento se mantienen constantes,  W (peso de la barra) y P (peso de la esfera de hierro) y se varía T (poniendo más o menos pesas en el portapesas) , el ángulo a varía en función de T de acuerdo con la ecuación anterior, lo que nos indica que al representar T en el eje Y , frente a tag a en el eje X, se obtiene una línea recta  que pasa por el origen de coordenadas, y cuya pendiente es el valor de W+ 2P 

 

Fotografías 

Utilice un semicírculo graduado para medir los ángulos en cada una de las fotografías. Los valores medidos los coloca en la Tabla 1. Puede resultar más cómodo medir el ángulo j que es el complementario de a. Ponga especial cuidado en la medida de ellos. 

Las masas del portapesas y de las pesas se han determinado con una balanza. A partir de ese valor debe calcularse el peso, que se ha designado con T.     

Foto 1 para toma de medidas

Foto 2 para toma de medidas

Foto 3 para toma de medidas

Foto 4 para toma de medidas

Foto 5 para toma de medidas

Tabla 1

Ángulo , a

   Tag  a

Masa del portapesas y pesas en gramos

   T /N

 

 

56,1

 

 

 

107,7

 

 

 

157,6

 

 

 

208,0

 

 

 

258,9

 

 

Haga la representación gráfica de T (eje Y) frente a tangente a (eje X), Si usa una hoja de calculo obligue a que la recta pase por el origen de coordenadas.

Calcule el valor de W + 2 P que es la pendiente de la recta.

 

                                                           W + 2 P =          N

 

La masa de la barra es 43,6 g,  y la de la esfera de hierro 67,7 g. Ambas masas se han medido  con una balanza. A partir de esas masas calcule T1, que es el peso de la barra más dos veces el peso de la esfera de hierro.   

Valor de T1 obtenido a partir de las masas =

Si el valor de T1 se considera exacto calcule el error relativo cometido