Replanteamiento práctica de la fuerza como vector (Mesa de fuerza)

Con esta práctica se pretende constatar si la fuerza es un vector. Para ello se utilizará la mesa de fuerza como equipo necesario para esta verificación. La teoría que la sustenta es la suma de dos vectores en el plano, en sus tres vertientes: el método analítico, el método gráfico y el método experimental. Las comparaciones entre estos métodos debe ser menor al 5% para poder sostener la certeza de que la fuerza es un vector.

Objetivo General

Verificar si la fuerza es un vector.

Objetivos específicos

1) Dados los datos de dos vectores en el plano, determinar:

1.1) La resultante de la suma de ambos vectores, utlizando el método de las componentes (método analítico).

l.2) La resultante de la suma de los dos vectores, utilizando el método gráfico (método del paralelogramo o método del triángulo).

1.3) La resultante de esta suma, utilizando el método experimental (uso de la mesa de fuerza).

2) Comparar los tres métodos entre sí.

Equipos necesitados

• Mesa de fuerza
• Juego de pesas y hangares.
• Hilo.
• Aro de plástico.
• Nivel.
• Juego de escuadras y transportador.
• Calculadora científica.

Marco teórico

Esta práctica se ubica en la Unidad N° 3 de Física I: Vectores. 

Especificamente se considera la suma de dos vectores en el plano, por los métodos analítico (método de las componentes), y el método gráfico (método del paralelogramo o el método del triángulo).

Procedimiento

1. El profesor les asignará dos vectores en el plano, con sus respectivos módulos y ángulos con respecto a cualquiera de los ejes coordenados.
2. Con esta información, se determinará la resultante de ambos vectores, utilizando los métodos analítico y gráfico.
3. Se utilizará, a su vez, estos datos, para determinar experimentalmente esta resultante, con el uso adecuado de la mesa de fuerza.
4. Se compararán estos métodos entre sí.

Análisis de los datos

1. Se registrarán los resultados obtenidos desde la mesa de fuerza (módulo y dirección del vector resultante), junto con los datos suministrados previamente por el profesor (los módulos y direcciones de los vectores componentes). Las direcciones de los tres vectores se registrarán con respecto al eje x positivo.
2. Se determinará el módulo y dirección del vector resultante, utilizando el método de las componentes y uno de los dos métodos gráficos.
3. Se compararán estos tres métodos, utilizando el error porcentual (exactitud).

Conclusión (Individual)

Dos párrafos.

1. El primer párrafo, y en base a las comparaciones calculadas, se significa si la fuerza es un vector.
2. En el segundo párrafo, explicitar las causas de los errores obtenidos de estas comparaciones.

Nota: para poder afirmar que la fuerza es un vector, TODAS las comparaciones deben ser menores al 5%. Si cualquiera de estos resultados son mayores al 5%, la fuerza es un escalar. Estos resultados deben ser bien constatados para la certeza que se pide, es decir, hay que reducir los errores humanos y sistemáticos (ver guía de la medición en el laboratorio, en este blog).