Elasticidad

PRÁCTICA LABORATORIO N° 3

SISTEMA MASA RESORTE VERTICAL

GRUPO N° 5

CRISTHIAN CAMILO CELEITA HERNÁNDEZ

CODIGO Nº 141002411

MIGUEL EDISON GOMEZ O.

CODIGO Nº 141002499

Lic. SANDRA L. RAMOS D.

Docente

CURSO: CINEMÁTICA Y DINÁMICA NEWTONIANA

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS

FACULTAD DE CIENCIAS HUMANAS Y DE EDUCACIÓN

LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICA

CUARTO SEMESTRE

VILLAVICENCIO - FEBRERO 2011

INTRODUCCION

En la constante interacción, los cuerpos sufren fenómenos que se nos han hecho tan normales que muy poco los identificamos. Como por ejemplo la concepción de elasticidad, la relación conocida como ley de hooke, entre otras. Estas concepciones diariamente las estamos evidenciando, como lo es el caso de un bateador cuando golpea una pelota de beisbol, el cual con el golpeo aplicado altera su forma temporalmente, o un arquero al soltar una flecha pues el arco vuelve a su estado original, estos son casos de elasticidad la cual es conocida como la propiedad de un cuerpo de cambiar de forma cuando sobre él se ejerce una fuerza deformadora y de recuperar su forma original, cuando la fuerza deformadora deja de actuar.

Es válido aclarar que en la historia el hombre ha encontrado que no todos los cuerpos poseen esta propiedad como la arcilla, la plastilina y el plomo por considerarse fácil de deformarse de manera permanente, Hooke contemporáneo de ISAAC NEWTON observa la relación de la magnitud del alargamiento o de la comprensión, x es directamente proporcional a la fuerza aplicada F, la cual es validad en tanto la fuerza, no extienda o comprima el material más allá de su límite elástico.

Objetivo general

- Obtener el valor de la constante de elasticidad de un resorte utilizando un sistema masa-resorte dispuesto verticalmente

Objetivos específicos.

- Desarrollar habilidades para hacer mediciones de tiempo longitudes y en la determinación de valorares medios de estas magnitudes.

- Comprobar experimentalmente el valor de la constante de elasticidad de dos resortes conectados en paralelo

- Desarrollar habilidades en el tratamiento gráfico de resultados experimentales

- Desarrollar habilidades en la utilización de la teoría de errores.

Marco teórico

El resorte es un elemento muy común en máquinas. Tiene una longitud normal en ausencias de fuerzas externas, Cuando se le aplican fuerzas se deforma alargándose o acortándose en una magnitud “x” llamada “deformación”. Cada resorte se caracteriza mediante una constante “k” que es igual a la fuerza por unidad de deformación que hay que aplicarle. La fuerza que ejercerá el resorte es igual y opuesto a la fuerza externa aplicada (si el resorte deformado está en reposo) y se llama fuerza recuperadora elástica.

Dicha fuerza recuperadora elástica es igual a:1 = -k

Ley de Hooke: “Cuando se trata de deformar un sólido, este se opone a la deformación, siempre que ésta no sea demasiado grande”2

Oscilación: “Oscilación, en física, química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio.”

Frecuencia:“La frecuencia f, es el numero de oscilaciones por segundo.”3

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE ( MAS)

Concepto Es un movimiento: rectilíneo, periódico y oscilante; que ocurre debido una fuerza recuperadora sobre la partícula, cuyo valor es directamente proporcional al desplazamiento, respecto de su posición de equilibrio. Se le llama armónico por que la posición, la velocidad y la aceleración se puede representar mediante ecuaciones seno y/o coseno.4

1 http://www.dav.sceu.frba.utn.edu.ar/homovidens/fatela/proyecto_final/5pag3.htm

2 http://www.proyectosalonhogar.com/Enciclopedia_Ilustrada/Ciencias/Ley_de_Hooke.htm

3 http://es.scribd.com/doc/5275781/Informe-MasaResorte

4 http://es.scribd.com/doc/2681004/OSCILACIONES

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Materiales necesarios para realizar la práctica.

Varias masas no mayores de 200 gr, Dos resortes, Regla, Cronómetro, Soporte universal.5

Procedimiento

1. Se procedió a armar el montaje según las indicaciones dadas en la guía. 2. Seguidamente se colocaron los dos resortes en serie. 3. Se escogió dos masas que sumadas daban una masa total de (50 y 20 g), 70g, para ponerlos a pender de los resortes. 4. Se midió los resortes sin masas. Luego, se colocaron las masas y se midió para saber la elongación del sistema con las masas. 5. Se puso oscilar el sistema cambiando la amplitud con variación de tres centímetros y contando ocho oscilaciones. A la vez se registro el tiempo para esas ocho oscilaciones. 6. Para cada amplitud de ocho oscilaciones se tomo cinco datos con el fin de promediar y evitar al máximo errores. 7. Ahora se colocó los resortes en paralelo y se colocó las mismas masas, es decir 70g. 8. Se miden los resortes sin masas y luego se colocan las masas y se vuelve a medir para hallar la elongación del sistema. 9. Se repite todo lo el proceso para los resortes en serie. 10. Se graficaron estos datos de forma que las fuerzas queden en función del desplazamiento. 11. Por cálculos matemáticos se hallo la constante de elasticidad.

A continuación las evidencias de la práctica:

Resultados.

A continuación se presentan los datos hallados durante la práctica de laboratorio.

Datos experimentales

Resorte en serie

Resortes en paralelo

Resorte =16cm

Resorte + Def. de masa = 35 cm

Resorte =7,7cm

Resorte + Def. de masa = 16 cm

Masa = 70g

N° de oscilaciones = 8

Masa = 70g

N° de oscilaciones = 8

Amplitud en m

Tiempo en segundos

Promedio

Amplitud en cm

Tiempo en segundos

Promedio

0,03

8,70

8,6980

0,01

4,20

4,1433

8,72

4,12

8,68

4,11

8,71

0,02

3,91

4,0100

8,68

4,05

0,06

8,75

8,7480

3,96

8,74

4,12

8,79

0,03

3,92

3,9225

8,69

3,94

8,77

3,90

5 Revisar anexo N° 1

0,09

8,82

8,8380

3,93

8,86

8,79

8,85

8,87

Seguidamente procedemos a hallar el periodo, frecuente y aceleración inicial6 que son:

Periodo (s)

Frecuencia (Hz)

Aceleración Inicial (m/s2)

Serie

Paralelo

Serie

Paralelo

Ret. Serie

Ret. Paralelo

1,0873

...