Ley de hooke
Enviado por cris_28 • 3 de Septiembre de 2021 • Trabajo • 1.821 Palabras (8 Páginas) • 330 Visitas
[pic 1]EXPERIENCIA No5[pic 2]
LEY DE KOOKE.
LEY DE HOOKE.
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Física Mecánica, Grupo BD, Universidad de la Costa.
Cindy Chamorro
11/0/2020
RESUMEN
En el siguiente informe de la práctica de laboratorio, que tenía como objetivo determinar la elongación de un resorte, por medio de un simulador (https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-springs_es.html) pudimos calcular la masa, fuerza, alargamiento y constante del resorte. Mediante la ley de Hooke se estudiaron las fuerzas que actúan sobre el resorte, los cambios de elasticidad y la deformación que sufre el resorte producida por una fuerza. En conclusión, se halla la que las deformaciones sufridas por un resorte son proporcionales a la masa.
Palabras claves: Elasticidad, fuerza, masa, ley de Hooke, resorte.
ABSTRACT
In the following lab report, which aimed to determine the elongation of a spring, using a simulator (https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-springs_es.html) we were able to calculate the mass, force, elongation and constant of the spring. Through Hooke's law, the forces acting on the spring, the changes in elasticity and the deformation that the spring undergoes caused by a force were studied. In conclusion, it is found that the deformations suffered by a spring are proportional to the mass.
Keywords: Elasticity, force, mass, Hooke's law, spring.
- INTRODUCCIÓN
La física, es la Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía y establece las leyes que explican los fenómenos naturales, excluyendo los que modifican la estructura molecular de los cuerpos. En el siguiente Laboratorio, vamos a explicar sobre una ley fundamental: la ley de Hooke. Fue formulada en 1660 por el científico británico Robert Hooke, contemporáneo del célebre Isaac Newton. La finalidad de esta ley consiste en explicar que el desplazamiento o la deformación sufrida por un objeto sometido a una fuerza, será directamente proporcional a la fuerza deformante o a la carga. Es decir, a mayor fuerza, mayor deformación o desplazamiento, el uso de esta tiene diversas aplicaciones en nuestra vida cotidiana y en nuestra carrera, ejemplo: es muy útil en la ingeniería mecánica y eléctrica para el desarrollo de motores, calcular el comportamiento de un conjunto de resortes dentro de alguna máquina específica o aparato industrial; en la ingeniería civil y ambiental para implementar diseños que permitan cuantificar o realizar diferentes modelos con el uso de la elasticidad. En este informe de laboratorio, comprobamos teorías gracias al manejo de formula, las cuales estarán reflejadas más adelante.
Objetivos:
- Determinar la constante elástica de un muelle mediante la aplicación de la ley de Hooke
- Obtener a partir del análisis grafico la ley de Hooke, como aplicación de las propiedades elásticas de los objetos
- Mostrar experimentalmente que la relación entre la fuerza elástica de un resorte y su deformación es directamente proporcional.
- MARCO TEÓRICO
¿QUÉ ES UN RESORTE?
Un resorte es un objeto el cual es posible deformar al aplicarle una fuerza y luego regresar a su forma original al dejar de aplicarle dicha fuerza.
Los resortes se pueden conseguir en una amplia variedad de formas diferentes, pero el muelle en espiral de metal es el más común. En la actualidad los resortes son una parte muy importante de la mayoría de los dispositivos mecánicos, desde lapiceros a motores de autos de carrera.
DEFORMACION DE UN MATERIAL.
Al aplicarse una fuerza sobre un cuerpo este reacciona estirándose o comprimiéndose. Un ejemplo cotidiano podría ser el hule.
En la mecánica, lo importante es la fuerza aplicada por unidad de área, esta cantidad es llamada . El grado de estiramiento o compresión que se produce mientras el material reacciona a la fuerza aplicada se le llama . El esfuerzo es medido con el cociente de la diferencia de la longitud entre la longitud inicial a lo largo de la dirección del esfuerzo .[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]
Cada material responde de diferentes formas al esfuerzo, y los detalles de esas respuestas son importantes a la hora de seleccionar un material para un trabajo.
En su mayoría, la deformación que experimenta un material al aplicársele un esfuerzo depende de la tensión de los enlaces químicos de el mismo. De forma generalizada hay dos tipos de deformaciones:
- Deformación elástica. Cuando se deja de aplicar fuerza al objeto este regresa a su forma original.
- Deformación plástica. Esto sucede cuando al material se le aplica una gran fuerza ocasionando que al retirarla no vuelve a su forma original. El límite elástico es el valor mínimo de esfuerzo necesario para generar una deformación plástica.
LEY DE HOOKE.
En el siglo XVII, al estudiar los resortes y la elasticidad, el físico Robert Hooke observó que para muchos materiales la curva de esfuerzo vs deformación tenía una región lineal. Dentro de ciertos limite, la fuerza necesaria para estirar un cuerpo elástico, como un resorte de metal, es directamente proporcional a la extensión del cuerpo. Esto es lo que se conoce como ley de Hooke y esta representada de la siguiente forma.
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Ecuación 1
Donde F es la fuerza, x la longitud de la deformación, y k es un constante conocida como constante de resorte, que por lo general está en N/m.
A pesar de que no se ha establecido explícitamente la dirección de la fuerza, habitualmente se le asigna un valor negativo. Esto para indicar que la fuerza de restauración del resorte está en dirección opuesta a la fuerza que ocasionó la deformación.
A la hora de calcular x es importante tener en cuenta que el resorte tiene una longitud inicial . La longitud total del resorte extendido es igual a la longitud original más la extensión:[pic 9][pic 10]
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