DISEÑO EXPERIMENTAL: COMPORTAMIENTO FÍSICO

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

DISEÑO EXPERIMENTAL: COMPORTAMIENTO FÍSICO

EQUIPO 6

INTEGRANTES:

QUÍMICA INDUSTRIAL

LABORATORIO METODOLOGÍA EXPERIMENTAL I

FECHA: 22 OCTUBRE.

PRÁCTICA 1. COMPORTAMIENTO FÍSICO

OBJETIVO GENERAL

Determinar experimentalmente el tipo de la relación cuantitativa entre la longitud de deformación de un cuerpo elástico y la masa que la produce, a temperatura constante.

OBJETIVOS PARTICULARES

            a) Establecer la diferencia de comportamiento entre los cuerpos elásticos y no elásticos.

 b) Relacionar conceptos masa y peso.

c) Analizar las leyes físicas que explican el comportamiento de un cuerpo elástico.

 d) Describir físicamente la diferencia entre las magnitudes tensión y esfuerzo.

e) Establecer el diagrama de cuerpo libre y analizar las fuerzas que actúan en un sistema          físico de una masa soportada en un cuerpo elástico.

f) Analizar la importancia de la elasticidad de los cuerpos en situaciones cotidianas.

ÍNDICE DE MARCO TEÓRICO

I. Elasticidad

I.1. Definición

II. Teorías y leyes de la elasticidad

II.1. Teoría de elasticidad

II.2. Ley de Hooke

III. Cuerpo elásticos e inelásticos

IV. Diferencia entre masa y peso

V. Tensión y esfuerzo.

VI. Deformación.

VII. R, m y b en el gráfico.

VIII. Regresión lineal.

MARCO TEÓRICO

El estudio de la elasticidad ha sido un tema del que se ha investigado y experimentado para conocer y descubrir los fenómenos que están presentes al elongar diversos materiales, y así poder interpretar los resultados observados. Así pues, para lograr comprender las teorías y/o leyes es necesario entender los conceptos clave de este estudio, entre los cuales están: elasticidad, cuerpos elásticos y no elásticos, masa, peso, deformación, etc. Todo esto nos será útil para lograr una comprensión más detallada de esta propiedad.

I. ELASTICIDAD.

I.1. DEFINICIÓN.

La elasticidad se define como una propiedad general de los cuerpos sólidos, en virtud de la cual recobran más o menos completamente su extensión y forma, tan pronto como cesa la acción de la fuerza que las deformaba. En otras palabras, es la cualidad de cualquier objeto de recuperar su forma anterior luego de ser deformado ejerciendo fuerza.

II. TEORÍAS Y LEYES DE LA ELASTICIDAD.

Como se mencionó al principio, esta propiedad para ser comprendida ha tenido que ser experimentada y analizada por lo que se ha llegado a ciertas teorías como la de la elasticidad y una ley llamada “ley de Hooke”.

II.1. TEORÍA DE LA ELASTICIDAD.

En esta teoría tiene como propósito de describir el comportamiento del sólido desde un punto de vista microscopio, en los que estos sólidos son sometidos a deformaciones lineales, no obstante, esta ley solo aplica en sólidos elásticos lineales en donde las tensiones y las deformaciones están relacionadas linealmente, asimismo, aplica para las deformaciones pequeñas.

II.2. LEY DE HOOKE.

La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle. (Fernández & Coronado, s.f.)

En resumen, Hooke descubrió que cuando una fuerza F actúa sobre un resorte produce en él un alargamiento s que es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza.

La ley de Hooke no se limita al caso de los reportes en espiral; de hecho, se aplica a la deformación de todos los cuerpos elásticos. (Tippens, 2001, pág. 291).

La ley de Hooke se representa de esta manera:

F= ks

  F es la fuerza, k es la constante del muelle y s es el alargamiento.

III. CUERPOS ELÁSTICOS E INELÁSTICOS

En cuanto a la definición de un cuerpo elástico, podemos decir que:

 Es aquél que vuele a tomar su forma y cuerpo original cuando deja de actuar sobre él una fuerza deformante. (Tippens, 2001, pág. 290).

Por ejemplo, podemos poner objetos como bandas de hule, trampolines y resortes.

En cambio, un cuerpo inelástico es el que no regresa a su forma original después de haber sido deformado, hay ejemplos en particular como lo son los autos al chocar, un globo que estalló, etc.

IV. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO

En cuanto a masa podemos definir que es la cantidad total de materia que hay en un cuerpo, en cambio de un cuerpo en un punto es la fuerza gravitatoria que actúa sobre él. Para resumir, la masa es la medida de la cantidad de materia y el peso es la fuerza debida a la masa y la gravedad.

V. TENSIÓN Y ESFUERZO.

Tensión se define como la fuerza que ejercen todas las cuerdas a los cuerpos que están sujetos a ellas. El esfuerzo es la razón de una fuerza aplicada entre el área sobre la que actúa.

VI. DEFORMACIÓN.

Es el cambio relativo en las dimensiones o en la forma de un cuerpo como resultado de la aplicación de un esfuerzo.

VII. LÍMITE ELÁSTICO.

Por último, tenemos al límite elástico, que se define como:

Esfuerzo máximo que puede sufrir un cuerpo sin que la deformación sea permanente (Tippens, 2001, pág. 292).

VII. R, M y B EN EL GRÁFICO.

En el gráfico de relación entre la longitud de elongación y la masa agregada, se aprecian tres valores primeramente r, se le llama al coeficiente de correlación lineal que permite medir el grado de covariación entre variables que estén relacionadas linealmente.

Posteriormente el valor de m es la pendiente o coeficiente de elasticidad que mide la variación porcentual de una variable ante cambios porcentuales de otra variable.

Por último, se tiene el valor de b que es el punto de corte con el eje Y de la gráfica.

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