Lab6_Momentos_de_Fuerzas

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Universidad del Valle 
Departamento de Física 
Experimentación Física I 
Laboratorio No. 8 
 
MOMENTOS DE FUERZAS 
 
1. OBJETIVOS 
• Comprobar experimentalmente el equilibrio debido a momentos de fuerzas. 
• Demostración experimental del equilibrio de fuerzas paralelas 
 
2. MATERIALES Y EQUIPOS 
 
• Un tablero magnético de fuerzas 
• Una Polea de torsión de adhesión magnética calibrada en newtons. 
• Pesas. 
• Una regla con orificios para suspensión de pesos y acople magnético 
• Balanza. 
 
3. MONTAJE EXPERIMENTAL 
 
El sistema consiste de una regla suspendida en uno de sus extremos y sostenida por un hilo 
acoplado a la polea de torsión desde el otro extremo. El peso de la regla es mg aplicado a su 
centro de masa, F es el peso suspendido en uno de los agujeros de la regla el cual puede variar 
en magnitud y posición con relación al punto de oscilación, T es la tensión que mide la polea de 
torsión para equilibrar el sistema, como se muestra en la figura 1. 
 
 
 
 
Figura 1. 
 
 
4. MODELO TEÓRICO 
 
El sistema mostrado en la figura 1, obedece a una situación de equilibrio dado por la siguientes 
ecuaciones: 
 
FgmTT
rrrr +=+0 (3.1) 
Fx
mgL
TL +=
2
 (3.2) 
 
donde T0 es la reacción debido al soporte en el extremo izquierdo de la regla, T es la magnitud 
de la tensión que se mide en el otro extremo de la regla, mg es el peso de la regla y F es el peso 
adicional suspendido a una distancia x del centro de oscilación. L es la longitud de la regla y 
corresponde al brazo de la tensión T, L/2 corresponde al brazo del peso de la misma y x es el 
brazo de la fuerza aplicada. La ecuación (3.2) puede expresarse como: 
 
2
mg
L
Fx
T += (3.3) 
La ecuación (3.3) será comprobada experimentalmente, como se explicará en el procedimiento. 
 
5. PROCEDIMIENTO 
 
• Tenga en cuenta las incertidumbres y cifras significativas correspondientes al valor de la 
polea de torsión calibrada, la balanza para pesar las masas y la regla con la cual se miden 
los brazos respectivos. 
 
• MONTAJE X FIJO: Con el montaje esquematizado en la figura (1), se debe comprobar 
experimentalmente la ecuación (3.3) para un x fijo(x<L/2, x=L/2 y x>L/2) y F variable. Los 
pesos disponibles permiten variar F y obtener por lo tanto la tensión T en la polea calibrada, 
después de haber equilibrado el sistema. El equilibrio del sistema puede obtenerse de dos 
maneras: i) Girando suavemente con la mano el soporte de la polea hasta que la regla 
alcance su posición horizontal, y forme un ángulo de 90° con la cuerda de la polea, ii) o 
logrando el mismo objetivo pero desplazando verticalmente el centro de oscilación (se 
recomienda la segunda sugerencia). Llenar la Tabla 1. 
 
• MONTAJE F FIJO: Repetir el procedimiento anterior para comprobar nuevamente la 
ecuación (3.3), para x variable y F fijo. Llenar la tabla2. y realizar las respectivas gráficas 
de Tensión (T) vs Fuerza Aplicada (F) y Tensión (T) vs Posición x respectivamente. 
 
• Teniendo en cuenta las incertidumbres en las medidas, realizar las respectivas regresiónes 
lineales, para obtener las pendientes e interceptos, y obtener el error relativo porcentual de 
estas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS 
Laboratorio No.8 Momentos de Fuerza 
Fecha: 
Profesor: 
Nombre y código de los integrantes del grupo: 
 _________________________________________ 
 _________________________________________ 
 _________________________________________ 
 _________________________________________ 
 
• MONTAJE X FIJO: Elaborar la siguiente tabla con respecto a lo pedido en el procedimiento, 
anotar la incertidumbre: 
 
 x1 (<L/2) = 
 x2 (=L/2) = m (regla) = 
 x3 (>L/2) = L = 
 
 Tabla 1. 
F (N) 
 + 
T1 (N) (X1 <L/2) 
 + 
T2 (N) (X1 =L/2) 
 + 
T3 (N) (X1 >L/2) 
 + 
 
 
 
 
 
 
 
• Realice la gráfica de T versus F. examine si es lineal, si lo es, halle el valor de la pendiente 
y el intercepto con sus respectivas incertidumbres. 
 
 
 
________________________________________________________________________________ 
 
 
PREGUNTA: De acuerdo a la ecuación (3.3), ¿Qué significa la pendiente y el intercepto? 
 
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________ 
• Compare lo obtenido experimentalmente con lo esperado teóricamente y calcule el 
porcentaje de error entre estos valores ( (|v/r teórico – v/r experimental| / v/r teórico) * 
100). 
 
 
 
 
 
 
MONTAJE F FIJO: Elaborar la siguiente tabla, según el procedimiento. 
 
 F(N)= 
 
 Tabla 2. 
x ( ± ) T( ± ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Realice la gráfica de T versus x. examine si es lineal, si lo es, halle el valor de la pendiente 
y el intercepto con sus respectivas incertidumbres. 
 
 
 
________________________________________________________________________________ 
 
 
PREGUNTA: De acuerdo a la ecuación (3.3), ¿Qué significa la pendiente y el intercepto? 
 
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________ 
• Compare lo obtenido experimentalmente con lo esperado teóricamente y calcule el 
porcentaje de error entre estos valores ( (|v/r teórico – v/r experimental| / v/r teórico) * 
100). 
 
 
 
 
CONCLUSIONES: 
 
 
 
 
 
 
 
Nota: Adjuntar los cálculos realizados.