Experimento verificar la fuerza resultante es nula

[crishchess]

Hola tengo dudas con dos experiencias que hice en un laboratorio de física. Voy a subirla en dos hilos separados para no congestionar

Experiencia: Verificar que la fuerza resultante es nula

Me piden construir un montaje que permita utilizar 2 dinamómetros y colgar de ellos una masa conocida. Determine la magnitud de cada vector fuerza y los ángulos de cada vector para luego utilizando las condiciones de equilibrio, verifique que la Fuerza resultante es nula.

- Hice el siguiente montaje (medí el ángulo con respecto a la vertical y luego calcule el complemento):



Los valores de las tensiones registradas por los dinamómetros son:

$T_1 = 0,490 [N]$
$T_2 = 1,340 [N]$
$P =1,962 [N]$ (Considerando que la masa es de 200 gramos)

- Debemos comprobar que la suma vectorial de fuerzas sea igual a cero

$\vec{T_1}+\vec{T_2}+ \vec{P} = 0$

- Descomponiéndolo en los ejes coordenados:

- Sumatoria de fuerzas en el eje X

$T_1cos(53)-T_2cos(46)$
$= 0,490 [N] \cdot cos(53)-1,34 [N] cos(46)$
$= -0,636 [N]$

- Sumatoria de fuerzas en el eje Y

$T_1sin(53)+T_2sin(46) - P$
$= 0,490 [N] \cdot sin(53)+1,34 [N] sin(46) - 1,962$
$= -0,607 [N]$

El dinamómetro usado fue el siguiente:



No me da cero ni cercano a cero. Entiendo que se produce errores de medición por el instrumento ya que la medición mínima del instrumento es 0.05 N. Pero me da un valor muy alto. Otro punto de error quizás es la obtención del ángulo que se midió con respecto a la vertical.



En definitiva no se muy bien como justificar que mis cálculos no son cercanos a cero. Si no hay algún erro de concepto corríjanme

Saludos.

[Richard R Richard]

Algo tienes mal en la toma de datos , fijate que si sumas el modulo de las dos tensiones no llegas al valor del peso, y evidentemente la suma de esos modulos debe ser mayor o igual al peso para que aplicado el coseno o seno el resultado pueda hacerse nulo. , Es decir ese sistema no podria estar en equilibrio aun si las tensiones fueran colineales.

[crishchess]

Algo tienes mal en la toma de datos , fijate que si sumas el modulo de las dos tensiones no llegas al valor del peso, y evidentemente la suma de esos modulos debe ser mayor o igual al peso para que aplicado el coseno o seno el resultado pueda hacerse nulo. , Es decir ese sistema no podria estar en equilibrio aun si las tensiones fueran colineales.

Hola Richard gracias por responder. Entonces se debe cumplir que:

$\vec{T_1}+\vec{T_2} \geq P$
$0,490 [N]+ 1.340 [N] \neq 1,962 [N]$
$1,83 [N] \neq 1,962 [N]$

Son los datos que tengo, entonces supongo que esta mal calibrado los dinamómetros. ¿Puedo argumentar por ahi?

Saludos.

[Richard R Richard]

Hola Richard gracias por responder. Entonces se debe cumplir que:

$\vec{T_1}+\vec{T_2} \geq P$

No eso expresado vectorialmente debe ser exactamente una igualdad, justamente es eso lo que te piden demostrar

$\vec{T_1}+\vec{T_2} =\vec P$


lo que yo te digo es que se debe cumplir que

$|T_1|+|T_2| >|P|$

pero si haces cuentas con tus datos ocurre

$|T_1|+|T_2| <|P|$

y por ello no podrias encontrar el resultado cero ni parecido

¿entonces supongo que esta mal calibrado los dinamómetros. ¿Puedo argumentar por ahi?

Saludos.

Eso es una posible causa , o un error de lectura o quien sabe , con los angulos que graficaste casi seguro que las tensiones en modulo deben ser similares a las del peso P

[JCB]

Hola a tod@s.

Sería conveniente que adjuntases una foto del montaje real.

Saludos cordiales,
JCB.

[crishchess]

Hola a tod@s.

Sería conveniente que adjuntases una foto del montaje real.

Saludos cordiales,
JCB.

SI toda la razón. Agrego una foto del montaje (espero que se aprecie bien).

[JCB]

Hola a tod@s.

Si la masa colgase libremente, debería estar en la mediatriz del segmento que une los centros de los dos dinamómetros, ya que los dos centros están en la misma horizontal.

¿ Puedes detallar cómo se lleva a cabo el montaje ?.

Saludos cordiales,
JCB.

[Richard R Richard]

Hola a todos, creo entender que la eleccion de la tensión se hace por cambiando la longitud del hilo entre el dinamomentro y la masa, (que no desliza sobre el hilo).

Por un lado si tuviese que apostar creería que la masa es de 100g y no de 200g como dices en el enunciado.

Cual es la unidad de medida escala del cuadriculada centimetros?

Pero otra cosa que puede estar sucediendo ....es que quizás debes leer la medida de los dinamómetros sobre la escala roja del dinamómetro que es 2 veces mas grande que la escala negra... así si tienen sentido los datos ...

En el de la izquierda tienes T_1=+/-0.98N en el de la izquierda T_2=+/-2.68N

Fijate que te sale con esos datos.

[crishchess]

Hola a tod@s.

Si la masa colgase libremente, debería estar en la mediatriz del segmento que une los centros de los dos dinamómetros, ya que los dos centros están en la misma horizontal.

¿ Puedes detallar cómo se lleva a cabo el montaje ?.

Saludos cordiales,
JCB.

Claro, el detalle es el siguiente:

1. Construi el montaje con los 2 dinamómetros colocando la masa
2. Luego observe y anote la magnitud de las dos tensiones
3 Determine los ángulos con respecto a la vertical pero el que interesa es el complemento de dichos angulos
4. Po ultimo estableci las ecuaciones de equilibrio.

Los dinamometros ya estaban fijos solo bastaba con colocar la masa. Desconozco como funcionan pero el funcionamiento que detalla Richar tiene mucho sentido.

Saludos

[crishchess]

Hola a todos, creo entender que la eleccion de la tensión se hace por cambiando la longitud del hilo entre el dinamomentro y la masa, (que no desliza sobre el hilo).

Por un lado si tuviese que apostar creería que la masa es de 100g y no de 200g como dices en el enunciado.

Cual es la unidad de medida escala del cuadriculada centimetros?

Pero otra cosa que puede estar sucediendo ....es que quizás debes leer la medida de los dinamómetros sobre la escala roja del dinamómetro que es 2 veces mas grande que la escala negra... así si tienen sentido los datos ...

En el de la izquierda tienes T_1=+/-0.98N en el de la izquierda T_2=+/-2.68N

Fijate que te sale con esos datos.

Muy buen punto en las dos cuestiones que señalas. Anteriormente solo había trabajado con dinamómetros tipo balanza.

Probaré con los datos que me sugieres.

Saludos.