Fisica. LEY DE HOOKE

Fonseca F1 .

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LEY DE HOOKE

Abstract

The experimental work of the following realized report taking in it counts Hooke's law, it was based in comparing the behavior of two springs with different characteristics on having been submitted to varied quantities of forces. This was achieved on having placed in every spring, weight of different weight this way to verify the elongation that was given in every spring on having submitted them to an equal weight in every case. Later one thought that the elongations given for every spring are similar without mattering that they do not possess equal characteristics.

Key words: Hooke's law, elongations, springs, forces.

INTRODUCCIÓN

Si nos tomamos el tiempo de observar los efectos de la fuerza en objetos como resortes, podremos ver como ellos toman una elongación dada el material del resorte en cuestión, su tiempo de uso; es decir, cuanto lleva usándose y el peso que se le ponga para comprobar lo anterior. Por esta razón en el laboratorio anterior se quiso encontrar estos valores aproximados utilizando dos resortes dados aleatoriamente. A estos se les coloco pesas de diferentes magnitudes para así comprobar la elongación que se daba en cada uno de ellos. Además se realizaron estas pruebas colocando en primera estancia los resortes desde una barra metálica a una altura cualquiera y en su extremo se colocaba un soporte de peso despreciable para este caso.

En este soporte se colocaban respectivamente las pesas y se tomaban los datos; tomando en cuenta que el peso se cambiaba al peso equivalente en newtons para este caso.

Posteriormente se tomaron los resortes 2 veces más, una con ellos colocados en paralelo y finalmente una con los resortes en serie; es decir, uno sobre otro.

En conclusión se comprobó que la relación entre la elongación para cada caso en cada resorte era bastante similar, lo cual podemos comprobar al observar las gráficas dadas en la parte de resultados de este informe las cuales son dadas en funciones lineales.

Marco teórico

La vida diaria está llena de fuerzas de contacto como por ejemplo cuerdas, resortes, objetos apoyados en superficies, estructuras, etc. En todos los cuerpos sólidos existen fuerzas

contrarias de atracción y repulsión, pero entre las propiedades más importantes de los materiales están sus características elásticas, como es el caso de Robert Hooke, el cual estudió los efectos producidos por las fuerzas de tensión en los muelles o resortes, y también observó que había un aumento de la longitud del cuerpo que era proporcional a la fuerza aplicada.

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.

Hooke encontró una relación entre la carga, y el cambio de longitud (deformación), la cual se conoce como la Ley de Hooke, y esta esta expresada de la siguiente manera

[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

[pic 6]

Ilustración 1, Cambio de la longitud del resorte por una fuerza que actúa sobre este: Fuente: http://es.slideshare.net/noslenket/informe-2-final-energia-potencial-gravitatoria-y-elastica-final

Pero en determinado caso para esta ley disponemos de 2 resortes o muelles, cada uno con su constante de elasticidad, k1 y k2, respectivamente; con estos dos podemos montar dos tipos de sistemas conocidos como en Serie y Sistema en Paralelo; para los cuales se tiene la demostración de las configuraciones cada uno de ellos:

Para Paralelo:

 [pic 7]

Para serie:

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En donde  Es la constante de un supuesto resorte el cual debe reemplazar cualquiera de los anteriores sistemas, A este supuesto se le denomina Sistema Equivalente. [pic 9]

[pic 10]

Ilustración 2, tipos de sistemas de resortes (a) Serie, (b) Paralelo y (c) Equivalente. Fuente: Guía para prácticas experimentales de física: mecánica.

metodologia y materiales

La práctica se realiza con cuatro montajes de resortes en distintas formas a los cuales se les debe hallar su respectiva elongación y tomar estos datos en cuatro tablas diferentes. Los montajes que debemos realizar son; montaje de resorte 1, montaje de resorte 2, montaje de resortes en serie y montaje de resortes en paralelo. Arbitrariamente para cada uno de los montajes se deben escoger 7 datos con el peso que se desee.

[pic 11]

Ilustración 1: pesas las cuales deben ir en el gancho.

Para proceder con el laboratorio se debe tener claro por qué un resorte al aplicársele una fuerza se alarga, para esto el siguiente concepto.

La ley de Hooke consiste en que si tienes un resorte y le aplicas una fuerza este se alargara y si le aplicas el doble de fuerza el resorte se alargara el doble, esto quiere decir que el alargamiento de un resorte es directamente proporcional a la fuerza que se le aplique. En el laboratorio utilizamos los resortes para hallar su respectiva elongación, primero tomamos los datos de un primer resorte y con la ayuda de la regla medimos que tanto fue el alargamiento del resorte con respecto a su estado normal, para esto fuimos aumentando el peso, este peso lo pusimos en una especie de gancho el cual colgaba del resorte, cabe resaltar que el peso del gancho para esta práctica no influye para nada en la elongación del resorte.

[pic 12]

Ilustración 2: gancho que sirve para ponerle peso a un resorte

 El peso puesto en el gancho ejerce una fuerza sobre el resorte el cual se expande y vamos tomando cada una de estas elongaciones para realizar las tablas (#1, #2, #3, #4). En los datos de fuerza contra la variación del peso se puede observar que el resultado cuando se pasan los datos al computador, estos serán lineales debido a que son proporcionales.

[pic 13]

Ilustración 3: montaje de resortes para medir su elongación.

En los montajes de resortes en paralelo se toman los resortes uno al lado del otro y con el gancho se procede a aumentar de peso, lo que podemos observar de este método es que la elongación de los resortes en paralelo no sufren un cambio mayor con respecto a su posición inicial, dependiendo del peso que se utilice.

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