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Prctica 24 DESCOMPOSICIN DE FUERZAS EN EL PLANO INCLINADO

Objetivo: Estudiar la descomposicin de la fuerza, en fuerzas parciales Material: 2 Rieles de soporte 1 Varilla 1 Pieza de unin para rieles 1 Nuez redonda 1 Jinete con tornillo de apriete 1 Porta dinammetros 2 Pesas ranuradas de 50 g 2 Dinammetros 2 N 1 Vagn para experimentos 1 Cinta mtrica 1 Cordn Tijeras Introduccin: El plano inclinado, es una de las mquinas simples, ya que permite reducir la fuerza que es necesaria realizar para elevar una carga. Imaginemos que queremos arrastrar el peso G desde una altura 1 hasta una altura 2; siendo las posiciones 1 y 2 a las que nos referimos, las del centro de gravedad del bloque representado en la figura. El peso del bloque, (que como sabemos es una magnitud vectorial vertical y hacia abajo), puede descomponerse en dos componentes F1 y F2', paralela y perpendicular al plano inclinado respectivamente:

F1 = Gsen() F2 = Gcos()

Plano inclinado y fuerzas existentes Desarrollo experimental: Es posible descomponer una fuerza en dos o ms fuerzas parciales. Un ejemplo de lo anterior es la descomposicin de la fuerza del peso: sobre un plano inclinado. Preparacin Montaje de acuerdo con la ilustracin.

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1) Uniendo ambos rieles de soporte con la pieza de unin para rieles construimos una pista. 2) Fijamos la varilla de soporte de 50 cm. en la perforacin en el extremo del riel. 3) Fijamos el otro extremo de la varilla de soporte a travs del riel de tal manera que el extremo elevado de la pista se encuentre a 24 cm. sobre la mesa. 4) Fijamos el porta dinammetros al jinete con tornillo de apriete y colocamos ste cerca de la varilla de soporte sobre la pista. 5) Fijamos el dinammetro al porta dinammetros con la parte superior (oculta). En esta posicin ajustamos exactamente el punto cero del dinammetro. 6) Fijamos un pedazo de cordn en la perforacin del vagn para experimentos. Enganchamos el dinammetro a esta gaza. 7) Fijamos una segunda gaza en la torre del vagn para experimentos. Enganchamos el segundo dinammetro a esta gaza y los sostenemos de tal manera que forme un ngulo recto con la pista. Antes de efectuar la medicin tenemos que ajustar en esta posicin el punto cero del dinammetro. Utilizamos el vagn para experimentos primero sin pesa ranurada. El vagn tiene una masa de 50 g. Sostenemos el dinammetro normal al plano inclinado de tal manera que el vagn apenas no se eleve sobre la pista. Leemos las fuerzas indicadas por ambos dinammetros y las trasladamos a la tabla. 8) Ahora colocamos primeramente una pesa ranurada de 50 g, luego dos pesas de 50g; determinamos de nuevo las fuerzas. La masa del vagn es entonces 100 g y 150 respectivamente. Trasladamos los resultados a la tabla. Resultados y conclusiones:

Altura h (cm.)

Inclinacin h/l

Masa Peso (N)

Fuerza de Fh Suspensin

(N)

Fuerza Normal Fn

(N) 12 0.2 50g 0.5 12 0.2 100g 1 12 0.2 150 1.5 24 0.4 50 0.5 24 0.4 100 1 24 0.4 150 1.5

Dibujamos un paralelogramo de fuerzas, escogiendo graduaciones apropiadas para las dimensiones del plano inclinado y para las fuerzas. Nos aseguramos de que la fuerza del peso origine las diagonales en el paralelogramo de fuerzas. La fuerza del peso del vagn origina sobre el plano inclinado una componente de la fuerza en la direccin del plano (fuerza de suspensin) y una componente de la fuerza normal al plano inclinado (fuerza normal). La fuerza del peso origina las diagonales en el paralelogramo de Fuerza