GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

 
sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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FUERZAS PARALELAS

OBJETIVO

Medir las fuerzas que marcan dos dinamómetros aplicados a una palanca  que sostienen un peso, y a partir de los momentos de las fuerzas respecto al centro de la palanca, calcular mediante representación gráfica el valor del peso

 

MATERIAL

Dinamómetro de 5N (2)         Portapesas 10g           Juego de pesas            Varilla soporte de 250mm (2)

Palanca                             Hilo                            Nuez doble (2)            Varilla soporte(2)      

Tornillo de mesa (2)              Nivel de burbuja

FUNDAMENTO

En el experimento se mantiene constante el peso P, y se pueden modificar los puntos de aplicación  de los dinamómetros F1  y F2,  (esto supone que d1 y d2 varían), así como el punto de aplicación del peso. Se toman las medidas cuando el sistema está perfectamente equilibrado, lo que se comprueba con el nivel de burbuja sobre la palanca que debe estar horizontal.

 

 

Tomamos los siguientes convenios  de signos vectoriales y medimos las distancias a partir del centro de la palanca O:

Fuerzas hacia arriba, positivas (+).

Fuerzas hacia abajo, negativas (-)

Distancias a la derecha de O, positivas (+)

Distancias a la izquierda de O, negativas (-)

Así mismo aplicamos al sistema las condiciones de equilibrio:

Suma de fuerzas = 0; Suma de momentos = 0

 

Observando la figura  y aplicando lo anterior, tenemos:  F1+ F2-Peso(mg) -Peso(palanca)=0

 

Tomando momentos respecto a O:            F1· d1 + P.d3 + F2 · d2 = 0

 

Despejando P;    tenemos:                        

 

Por lo tanto si representamos sobre el eje Y, el valor que resulta de sumar vectorialmente los momentos de las fuerzas medidas por los dinamómetros respecto a un punto (tomaremos el O), frente a las diferentes  posiciones d3 del peso, en cada estado de equilibrio, en el eje de las X,  se deberá obtener una recta cuya pendiente corresponderá al valor del peso P.

 

MONTAJE

     
     

PROCEDIMIENTO

1) El peso P es constante en todas las medidas. Se dispone el montaje tal como se indica, cuando se  alcanza la horizontalidad de la palanca (medida con el nivel), se toman las medidas de F1, d1, F2, d2 y d3, y  se llevan a la Tabla 1

2) Cambiar las posiciones de los dinamómetros y equilibrar de nuevo la palanca desplazando el peso. Repetir las medidas hasta 4 veces mas situándolas en la Tabla 1

Tabla 1 

medidas

F1/N

d1/m

F2/N

d2/m

-F1d1-F2d2

d3

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 3) Represente  la gráfica indicada

4) Mida la pendiente, y compruebe  que este valor del peso  corresponde aproximadamente con el colgado de la palanca, teniendo en cuenta que P = mg

 

5) Calcule el error relativo cometido, considerando como valor más probable el señalado en las pesas.

SOLUCIÓN