Ley de Hooke

RESUMEN

Se halló la relación entre la fuerza aplicada y el alargamiento del resorte midiéndolo con una regla, realizando una tabla de datos y una gráfica de cada uno de los resortes en Excel, ya sea en paralelo o en serie y cada resorte por separado, hallando también la ecuación de cada una de las gráficas con su respectivo punto de corte, pendiente y correlación para mirar que tan lineal es.

Se llegó a la conclusión de que los resortes en serie o en paralelo son muy diferentes ya que al realizar la tabla de datos de cada uno, se observó que las medidas del resorte en paralelo son más pequeñas y las del resorte en serie son mucho más grandes así sean de las misma medida cada uno de los resortes.

Palabras clave: fuerza, constante de elasticidad, resorte en serie, resorte en paralelo, relación lineal.

ABSTRACT

The relation was situated between the applied force and the stretching of the spring measuring it with a rule, realizing a table of information and a graph of each one of the springs in Excel, already be in parallel or in series and every spring separately, finding also the equation of each one of the graphs with his respective point of court, earring and correlation to look that so linear it is.

It came near to the conclusion of which the springs in series or in parallel they are very different since on having realized the table of information of each one, was observed that the measures of the spring in parallel are smaller and those of the spring in series are much bigger like that are of the same measure each of the springs.

Key words: Force, constant of elasticity, spring in series, spring in parallel, linear relation.

INTRODUCCION

Ley de Hooke establece que el límite de la tensión elástica de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza. Si un cuerpo después de ser deformado por una fuerza, vuelve a su forma o tamaño original cuando deja de actuar la fuerza deformadora se dice que es un cuerpo elástico .Las fuerzas elásticas reaccionan contra la fuerza deformadora para mantener estable la estructura molecular del sólido.

La fuerza más pequeña que produce deformación se llama límite de elasticidad.

El límite de elasticidad es la máxima longitud que puede alargarse un cuerpo elástico sin que pierda sus características originales. Más allá del límite elástico las fuerzas no se pueden especificar mediante una función de energía potencial, porque las fuerzas dependen de muchos factores entre ellos el tipo de material. [1]

Módulo de elasticidad:

La relación entre cada uno de los tres tipos de esfuerzo (tensor-normal-tangencial) y sus correspondientes deformaciones desempeña una función importante en la rama de la física denominada teoría de elasticidad o su equivalente de ingeniería, resistencias de materiales.

Una deformación plástica es irreversible. Si la deformación plástica entre el límite de elasticidad y el punto de fractura es grande, el metal es dúctil. Sin embargo, si la fractura tiene lugar después del límite de elasticidad, el metal se denomina quebradizo. [2]

Resortes:

El resorte es un dispositivo fabricado con un material elástico, que experimenta una deformación significativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las básculas de resorte o para almacenar energía mecánica, como en los relojes de cuerda. Los resortes también se emplean para absorber impactos y reducir vibraciones, como en los resortes de ballestas (donde se apoyan los ejes de las ruedas) empleados en las suspensiones de automóvil.

Sistemas de resortes:

Los resortes se pueden configurar en sistemas en serie y paralelo.

Sistemas de resorte en serie:

Cuando se dispone los resortes uno a continuación del otro.

Sistema de resortes en paralelo:

Cuando los resortes tienen un punto común de conexión.

La ley de fuerza para el resorte es la Ley de Hooke.

Conforme el resorte está estirado (o comprimido) cada vez más, la fuerza de restauración del resorte se hace más grande y es necesario aplicar una fuerza mayor.

Trabajo realizado por resortes:

El trabajo también lo puede realizar una fuerza que varía en magnitud o dirección durante el desplazamiento del cuerpo sobre el que actúa. Un ejemplo de una fuerza variable que hace un trabajo es un resorte. Así cuando se tira lentamente de un resorte, la fuerza necesaria para estirarlo aumenta gradualmente a medida que el resorte se alarga.

Si se realiza este movimiento con velocidad constante, es evidente que la masa no gana energía cinética, y si el movimiento se realiza horizontalmente tampoco gana energía potencial gravitatoria.

Fuerza conservativas de resortes:

La Ley de Hooke representa una fuerza conservativa de característica variable.

Cuando un objeto unido a un resorte se mueve desde un valor de alargamiento del resorte a cualquier otro, el trabajo de la fuerza elástica es también independiente de la trayectoria e igual a la diferencia entre los valores final e inicial de una función denominada energía potencial elástica. Si únicamente actúa sobre el objeto la fuerza elástica, se conserva la suma de las energías cinética y potencial elástica; por tanto, la fuerza elástica es una fuerza conservativa.

Energía potencial para resortes:

La energía potencial (Ep) almacenada en un resorte estirado o comprimido está dada por:

(Energía potencial elástica)

Esto es igual al trabajo hecho por el resorte.

Energía cinética de Resortes:

La energía Cinética de un cuerpo es igual al trabajo que puede hacer antes de quedar en reposo. Una masa m que oscila en un resorte tiene energía cinética ( Ec). [3]

PROCEDIMIENTO

Se comenzó hallando la medida de los resortes con una regla cada uno por separado, haciendo una gráfica de cada tabla de datos, después se halló las medidas de los dos resortes en serie hallando la K de estos y haciendo una gráfica en papel milimetrado; luego se halló otras medidas con una regla de los dos resortes en paralelo y haciendo una gráfica de ello, los datos de la Fe estaban en medidas gf y se pasaron a Newton.

ANALISIS DE RESULTADOS:

FUERZAS RESLIZADAS A LOS RESORTES:

Peso de cada una de las masas usadas en la práctica de laboratorio:

w= mg

Se inicia convirtiendo las masas de g a kg.

(150g)(1Kg/1000g) = 0,15 Kg

(250g)(1Kg/1000g) = 0,25 Kg

(350g)(1Kg/1000g) = 0,35 Kg

(450g)(1Kg/1000g) = 0,45 Kg

(550g)(1Kg/1000g) = 0,55 Kg

(650g)(1Kg/1000g) = 0,55 Kg

Se calcula la fuerza ejercida

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