Practica Laboratorio física

INTRODUCCIÓN

Para poder desarrollar esta actividad debemos tener presente que la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de los cuerpos, bajo la acción de fuerzas, se denomina ESTÁTICA, y se la puede definir como: parte de la Mecánica que estudia las condiciones que deben cumplirse para que uncuerpo, sobre el que actúan fuerzas, permanezca en equilibrio.

Para comprender esta experiencia, será necesario tener conocimientos básicos de “Fuerza” (representación gráfica, unidades, efectos que produce sobre los cuerpos, peso, etc).

La Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirmaque la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce taldeformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad.

Robert Hooke (1635-17039, estudió, entre otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar unaconstante a cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza quedevuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que sedesplaza de esa posición”.

F = K. D X

Donde:

F = fuerza aplicada al resorte

K = constante de proporcionalidad

D x = variación de longitud del resorte

PROCEDIMIENTO

Descripción del ambiente se simulación:

En este simulador se pretende describir la ley de hooke por lo que existen tres resortes con un nivel base de deformación, una regla para medir cuanto se deforma el resorte al aplicarle un peso, el cual se escoge de diferentes pesas rotuladas.

En el cuadro de control, se puede variar la fricción, controlar la rigidez del resorte #3 un control de la gravedad, ajustándolo a la gravedad de diferentes planetas, y un interruptor para mostrar el tiempo de la simulación.

Para este laboratorio solo se usaran las pesas de 50,100 y 250 gramos.

El ambiente de simulación quedó de la siguiente manera

1. Examen del comportamiento elástico del resorte

Para medir la deformación del resorte montaremos en un resorte las pesas de 50,100 y 250 gramos luego de que el resorte este en equilibrio se medira el ∆L. esto con el fin de corroborar la ley de hooke y determinar la constante elástica del resorte. Obtenemos así la siguiente tabla

m (g) ∆L (cm)

50 4.1

100 9

250 24

Tabla 1. Deformación del resorte #1 a diferentes pesos.

Ahora, por un análisis de fuerzas en el equilibrio se obtiene que

F=mg

Donde,

g=9.8 m/s2

Obteniendo la siguiente tabla:

F (N) m (g) ∆L (cm)

490 50 4.1

980 100 9

2450 250 24

Tabla 2. Relación fuerza-deformación a diferentes pesos.

Gráfica 1. Relación fuerza-deformación

La ley de hooke relaciona la fuerza con la elongación mediante una constante, podemos comprar la ecuación de la ley de hooke con la ecuación de la línea recta que pasa por el origen donde la constante es la pendiente de la ecuación, por lo tanto:

k=0.0102 cm/N

2. Examen de los puntos de retorno de las vibraciones

Vamos a controlar las condiciones del simulador para que no exista gravedad y no exista fricción, esto genera una vista superior del sistema, donde el sistema esta ubicado horizontalmente con relación al piso (eje de referencia).

Tomaremos el punto de referencia el punto en el que el resorte está sin deformar sin ningún peso , luego añadiremos la pesa de 250g y vemos como oscila el sistema. El sistema

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