Ensayo Laboratorio Fisica

INTRODUCCIÓN

El físico Robert Hooke desarrollo un descubrimiento el cual titulo ut tensio sic vis (Como la extensión así es la fuerza). Que explica que cuando una fuerza externa actúa sobre un material (en este caso resorte) causa un esfuerzo o tensión en el interior del mismo que le provoca la deformación.

En la mayoría de los materiales como el que hemos trabajado, la deformación o elongación es directamente proporcional a la fuerza ejercida sobre él.

Pero si la fuerza externa supera un determinado valor este material quedara permanentemente deformado.

Lo que queremos probar con este experimento de laboratorio de física es la ley de Hooke, empezando por poner el resorte en un soporte fijo y determinar su posición inicial; luego colocar masas de diferente valor y medir el estiramiento correspondiente a cada una; De tal manera que al realizar las actividades

Se puedan obtener unos datos experimentales que nos sirvan para hacer los cálculos respectivos.

En este orden de ideas tenemos que el valor teórico de una ley física puede ser probado y mediante los datos recogidos.

En el experimento podemos hallar el valor del porcentaje de error; lo cual nos indica que tan cierta es dicha ley.

Hay que recordar que hay factores que hacen que la práctica se aleje del valor real, los cuales influyen en el resultado.

OBJETIVOS

• Aplicar la ley de Hooke.

• Demostrar que el cambio de posición del resorte (elongación) está relacionado con el aumento de masa.

• Comprobar mediante la ecuación de la recta, que la fuerza (peso) es directamente proporcional a la elongación del resorte.

MARCO TEORICO

Existen fenómenos en la vida cotidiana en los que el comportamiento de sus variables responde matemáticamente a una relación lineal, un ejemplo sencillo es la Ley de Hooke, la cual relaciona la fuerza ejercida sobre un resorte con la elongación obtenida, de una manera directamente proporcional. Matemáticamente esta expresada como [2, 1, 3]

F = - kX

En donde k es la constante de elasticidad del resorte. El signo menos representa que la fuerza se opone a la elongación del resorte x.

El movimiento que resulta al comprimir o estirar un resorte se conoce como Movimiento Armónico Simple (MAS). Este movimiento se caracteriza por la ecuación diferencial (ED)

Siendo la frecuencia natural del MAS. Todo movimiento que cumpla con la anterior ecuación se conoce oscilador armónico. Para el sistema masa-resorte (masa mas resorte ideal) se encuentra

aquí T es el periodo del MAS y m es la masa del objeto unido al resorte, pues el resorte es ideal y su masa se desprecia al analizar el movimiento a través de la segunda Ley de Newton.

EQUIPOS

1. Resorte o muelle helicoidal

2. Soporte universal con sus pinzas

3. Regla, juego de pesas

PROCEDIMIENTO

1. Arme el sistema para suspender el resorte.

2. En posición vertical mida la longitud inicial del resorte.

3. Agregue al resorte una masa de valor conocido y encuentre la elongación neta producida por la masa. Registre el dato en la tabla de valores adjunta.

4. Repita el procedimiento adicionando otra masa y vuelva a determinar la elongación neta. Complete la tabla, con 10 datos, como mínimo.

CALCULOS, RESULTADOS Y ANÁLISIS

a. Completar la tabla de datos

Primer resorte: k = 4 Longitud inicial 11.5 cm

F (N) 0.196 0.392 0.588 1.078

X (m) 0.06 0.12 0.185 0.335

Segundo resorte: k = 20 Longitud inicial 18 cm

F (N) 0.294 0.49 0.98 1.666

X (m) 0.02 0.03 0.055 0.095

b. Represente en papel milimetrado el grafico: Fuerza (peso) Vs. Elongación, esto es (F Vs X).

c. Interpole y extrapole los puntos experimentales. Encuentre la pendiente de la recta.

A través de la interpolación se obtienen nuevos puntos partiendo de un conocimiento de un conjunto discreto de puntos.

Para realizar la interpolación tomamos de cada resorte el punto mayor y el punto menor tanto de la variable F(N) como de X(m)

Parejas de Valores:

Primer Resorte:

(F1, X1) = (0.196, 0.06)

(F2,

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