Este documento describe un experimento para comprobar las condiciones de equilibrio de un sistema de fuerzas concurrentes. Se realizaron 3 experimentos usando pesas y poleas para aplicar fuerzas concurrentes a un punto. Se midieron los ángulos y magnitudes de las fuerzas, y se verificó que su suma resulta en cero, comprobando así la condición de equilibrio. Se analizaron los errores entre los valores teóricos y experimentales.

1. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
1. OBJETIVO
 Comprobar las condiciones de equilibrio de un sistema de fuerzas
concurrentes.
 Observar la relación vectorial un sistema equilibrado de fuerzas concurrentes
en un plano.
 Verificar el resultado por el método del paralelogramo y por el cálculo basado
en las coordenadas rectangulares.
2. FUNDAMENTO TEORICO
Cuando se desee solucionar problemas de estática, se deberá mencionar siempre a
las fuerzas que intervienen en el sistema. Una fuerza es un vector, por lo tanto
tiene magnitud, dirección, sentido y un punto de aplicación.
Para un caso particular de la suma de dos fuerzas tenemos: R = F1 + F2
Mediante el método analítico para la suma de dos fuerzas, el modulo de la
resultante R viene dado por:
R 2 = F1 + F2 + 2 F1 F2 cos α ……. (1)
2 2
Si un conjunto de fuerzas esta actuando sobre un cuerpo, produciéndole un
equilibrio trasnacional entonces el vector resultante de todo ese conjunto de
fuerzas es cero: ∑F = 0
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2. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
Una situación de tres fuerzas concurrentes y coplanares en donde todas las fuerzas
están actuando en un mismo punto ocurre que: F1 + F2 + F3 = 0
3. MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL PESAS DE 50g, 100g, 200g, 500g.
POLEAS CUERDAS
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3. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
BALDECITOS BALANZA
TRANSPORTADOR PAPEL BLANCO O CARTULINA
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4. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
4. PROCEDIMIENTO
1. Realice el montaje de la figura.
2. Coloque los baldecitos, pesas hasta lograr el equilibrio del sistema.
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5. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
3. En el centro de la hoja de papel blanco, dibuje un punto, coloque el papel
detrás de las tres cuerdas de manera que el punto coincida con la unión de
las tres cuerdas. Marque con puntos las posiciones donde las cuerdas pasan
por el borde del papel.
4. Retire el papel, y trace con el lápiz y regla, las tres rectas a partir del punto de
intersección.
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6. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
5. Coloque nuevamente el papel tras del sistema, para verificar si el trazo de las
líneas son correctas. De no ser así corregir con precisión.
6. Analice el papel, coloque en cada línea el valor de cada fuerza (en Newton), las
cuales deberán obtenerse a partir de los pesos de los cuerpos contenidos en
los baldecitos.
7. Mida los ángulos.
8. Realice el mismo procedimiento para otras dos experiencias más.
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7. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
5. CUESTIONARIO
1. Exprese en un cuadro los valores obtenidos
experimentalmente y los obtenidos teóricamente
EXPERIMENTO I
𝜶𝜶 𝟎𝟎
100
100
gr
0
gr
90
0
45
0 45
150 gr
EXPERIMENTO II
𝜶𝜶 𝟎𝟎
300
400
gr
gr
770
53 0 500
500 gr
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8. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
EXPERIMENTO III
𝜶𝜶 𝟎𝟎
200
Kg
0
74 220
70
0
36
0 Kg
340 Kg
Valores Obtenidos en laboratorio:
# de Peso del Peso del Peso del Angulo
experimento cuerpo A cuerpo B cuerpo C α
I 100 gr. 100 gr. 200 gr. 900
II 300 gr. 400 gr. 500 gr. 770
II 200 gr. 220 gr. 3400 gr. 740
LEYENDA:
𝜶𝜶 𝟎𝟎
B A
C
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9. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
Valores Obtenidos teóricamente:
# de Angulo entre A Angulo entre B Angulo entre C
experimento y B “α” y C “β” y A “θ”
I 900 1800 1800
II 770 1430 1400
III 740 1600 1260
𝜶𝜶 𝟎𝟎
LEYENDA:
𝜷 𝟎𝟎
𝜽 𝟎𝟎
B A
C
2. Con los datos obtenidos experimentalmente, compruebe la
ecuación (1). Para ello deberá considerar a uno de los pesos
como la resultante del sistema
PARA I 𝐹𝑐 = �1002 + 1002
𝐹𝑐 = 141.42 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.
⇒ 𝐹𝑐 = 141
Método del paralelogramo
Se ha cometido un erro de 9
gramos.
Ello debido a fallas ya sea en la
posición del ángulo o a la hora
de realizar el experimento.
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10. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
𝐹𝑐 = �3002 + 4002 + 2.300.400. 𝑐𝑜𝑠77º
𝐹𝑐 = 492,5 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.
PARA II
Método del paralelogramo ⇒ 𝐹𝑐 = 492,5𝑔
Se ha cometido un erro de 7,5 gramos.
Ello debido a fallas ya sea en la posición
del ángulo o a la hora de realizar el
experimento.
𝐹𝑐 = �2002 + 2202 + 2.200.220. 𝑐𝑜𝑠74
𝐹𝑐 = 336,21 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.
PARA III
Método del paralelogramo ⇒ 𝐹𝑐 = 336 𝑔
Se ha cometido un erro de 4 gramos.
Ello debido a fallas ya sea en la posición
del ángulo o a la hora de realizar el
experimento.
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11. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
3. Exprese los errores porcentuales experimentales en relación
a los resultados teóricos.
PARA I
Fc (real) = 150 g. y Fc (teorico) = 141g.
Ea (error absoluto) = 150 − 141 = 9 gramos en exceso
9
Er (error relativo) = = 0,06
150
Ep (error porcentual) = 0,06 × 100% = 6%
PARA II
Fc (real) = 500 g. y Fc (teorico) = 492,5 g.
Ea (error absoluto) = 7,5 g.
7,5
Er (error relativo) = = 0,015
500
Ep (error porcentual) = 0,015 × 100% = 1,5%
PARA III
Fc (real) = 336g. y Fc (teorico) = 340 g.
Ea (error absoluto) = 4 g.
4
Er (error relativo) = = 0,012
336
Ep (error porcentual) = 0,012 × 100% = 1,2%
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12. COMPOSICION DE FUERZAS CONCURRENTES FISICA EXPERIMENTAL I
4. Cuáles cree que han sido las posibles fuentes de error en su
experimento
Las frecuentes fuentes de error que se han encontrado en esta experiencia son:
• La fricción entre las cuerdas y las poleas: los cuales impedían encontrar un
equilibrio preciso.
• Dibujar las fuerzas: fue un error frecuente puesto que para dibujar teníamos
que poner un papel y calcar las fuerzas pero al hacerlo se generaban
algunas fallas.
• La medición del ángulo: ya que al calcar las líneas de fuerza las poleas solían
deslizarse provocando así una variación en los ángulos.
• Los baldecitos: en nuestro experimento no consideramos el peso de estos
para así tener más comodidad a la hora de darle solución a los problemas.
• En cuanto a las medidas: aquí encontramos la aproximación y redondeos
que se le hizo a los ángulos, puesto que por comodidad se trabajo con
números naturales.
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