Ley de Hooke
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Experimento N°4 1.-Objetivo 1.1 La ley de Hooke El estudiante al final del experimento entenderá la Ley Hooke 1.2 Paralelogramo de fuerzas Estudio grafico del equilibrio de tres fuerzas independientes Estudio analítico del equilibrio de fuerzas, con orientación simétrica de las fuerzas F 1 y F 2 2.- Fundamento teórico 2.1 La ley de Hooke Cuando un muelle se comprime o se retira una pequeña cantidad ⧍x a causa de un agente externo, este responde con una fuerza que responde experimentalmente a: F elas = -k ⧍x K: constante de elasticidad del muelle 2.2 Paralelogramo de fuerzas Las fuerzas son vectores, es decir, que se suman de acuerdo con las leyes de la adicion vectorial, interpretando gráficamente el punto inicial del segundo vector se desplaza hasta el punto final del primer vector. La flecha desde el punto inicial del primer vector hasta el punto final del segundo vector representa el vector resultante. Si se consideran ambos vectores como los lados de un paralelogramo, el vector resultante será entonces, la diagonal del paralelogramo En un equilibrio de fuerzas, la suma de las fuerzas aisladas cumple con la condición F 1 +F 2 +F 3 = 0 ….. (ii)
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Experimento N°4
1.-Objetivo
1.1 La ley de Hooke
El estudiante al final del experimento entenderá la Ley Hooke
1.2 Paralelogramo de fuerzas
Estudio grafico del equilibrio de tres fuerzas independientes
Estudio analítico del equilibrio de fuerzas, con orientación simétrica de las fuerzas F1 y F2
2.- Fundamento teórico
2.1 La ley de Hooke
Cuando un muelle se comprime o se retira una pequeña cantidad ⧍x a causa de un agente externo, este responde con una fuerza que responde experimentalmente a:
Felas = -k ⧍x
K: constante de elasticidad del muelle
2.2 Paralelogramo de fuerzas
Las fuerzas son vectores, es decir, que se suman de acuerdo con las leyes de la adicion vectorial, interpretando gráficamente el punto inicial del segundo vector se desplaza hasta el punto final del primer vector. La flecha desde el punto inicial del primer vector hasta el punto final del segundo vector representa el vector resultante. Si se consideran ambos vectores como los lados de un paralelogramo, el vector resultante será entonces, la diagonal del paralelogramo
En un equilibrio de fuerzas, la suma de las fuerzas aisladas cumple con la condición
F1+F2+F3 = 0 ….. (ii)
Es decir que l afuerza –F3 es igual a la suma vectorial de las fuerzas F1 y F2
–F3 =F= F1+F2
Para la componente vectorial paralela a la suma de F se cumple:
–F3 =F= F1cosα1+F2cosα2
Y para la componente perpendicular a ella:
0=F= F1senα1+F2senα2
Las ecuaciones (iv) y (v) describen la adicion vectorial analíticamente. Para la comprobación experimental es conveniente fijar la fuerza F3 en ángulo 0
Alternativamente a la consideración analítica, se pueden estudiar el equilibrio de las fuerzas también gráficamente. En este caso se dibujan primero las fuerzas con sus valores absolutos y sus ángulos partiendo del punto de aplicación. A continuación se desplazan las fuerzas F1 y F2 hasta que el punto inicial se encuentre al final del vector anterior. Como resultado se espera el vector resultante igual a 0. Esta situación se realiza en el experimento con tres fuerzas cualesquiera que se encuentren en equilibrio.
En el experimento la consideración analítica se limita al caso especial en que las fuerzas F1 y F2 estén orientadas simétricamente con respecto a F3.
