Formato prácticas de laboratorios

[pic 1]

MACROPROCESO RECURSOS E INFRAESTRUCTURA Y LABORATORIOS

Nombre del Proceso:  

GESTIÓN DE LABORATORIOS

CODIGO: LA-FM-007

Nombre del Documento:  

FORMATO PRACTICAS DE LABORATORIOS

VERSION: 5

FECHA: 18/junio/2021

GUÍA DE LABORATORIO DE  BIOFÍSICA

Unidad Temática: Elasticidad y propiedades mecánicas  

[pic 2]

4

COMPETENCIAS DISCIPLINARES

• Verifica la ley de Hooke en el caso de la flexión para estudiar distintos materiales
• Determina el módulo de Young del material utilizado, a fin de poder caracterizarlo.
• Reconoce la importancia de la elasticidad en los materiales, con el fin de poder diseñar dispositivos de aplicación profesional  

COMPETENCIAS GENÉRICAS

• Establece las relaciones entre los elementos físicos trabajados en el aula y su quehacer profesional, mediante la discusión de situaciones problema.
• Establece la relación entre los  fenómenos elásticos y la biomecánica  humana.  
• Establece las relaciones entre los elementos físicos trabajados en el aula y su quehacer profesional, mediante la discusión de situaciones problema.
• Aplica conceptos teóricos en la práctica de forma que le permita estudiar un sistema o fenomenología presente en el medio.  
• Escribe con coherencia cada una de las partes del informe de laboratorio, teniendo en cuenta los conceptos consultados en fuentes bibliográficas para contrastar los resultados experimentales, con el modelamiento teórico y analizar la veracidad de los mismos. 

1 sesiones 

4

Semana

Horas de trabajo

2 horas con docente

4 horas Autónomas

Tipo de trabajo

Grupal

X

Individual

Laboratorio requerido

Laboratorio de Física 

Introducción

Sesión 1. ¿Qué haremos en la sesión? ¿Cómo lo haremos?

• Esta guía de laboratorio va dirigida a estudiosos de  Ingeniería  Biomédica, se estudiarán los conceptos básicos sobre elasticidad y el módulo Young. Además, los estudiosos revisarán de forma autónoma algunos conceptos importantes como la  elasticidad aplicada al cuerpo humano.
• Usando un montaje  experimental basado en una barra que experimenta flexión, los estudiosos podrán determinar  de  forma indirecta el módulo de  Young de un material   para posteriormente relacionar  los conceptos estudiados y  los datos obtenidos a  través del método científico.
• El análisis de los datos le permitirá al estudioso interiorizar los conceptos y evidenciar la importancia de elasticidad en  su área  de acción.

Subtemas: 

• Ley de Hooke.
• Módulo de Young.
• Elasticidad en el cuerpo humano

[pic 3] 

Figura 1. Infografía  Modulo de Young, fuente: https://es.slideshare.net/princobudget/modulo-de-young 

Bibliografía recomendada

Tema

Subtema

Referente bibliográfico

Elasticidad y propiedades mecánicas de tejidos biológicos

        Ley                  de  

Hooke,

Modulo de

Young,

  Giancoli, D.C. (2009). Física: Principios con aplicaciones. Prentice Hall Hispanoamericana. (Colección biblioteca UMB)

 Sears, F. W., Freedman, R. A., Zemansky, M. W., Young, H. D., & Escalona García, R. (2004). Física universitaria (11a. ed.). México. Pearson Educación. (Colección biblioteca UMB)

Elasticidad  y fuerza  en

el cuerpo  humano

  Aurengo, A., & Petitclerc, T. (2008). Biofísica (3a. ed.). McGraw Hill.

(Colección biblioteca UMB)  

   Frumento A. S. (1995). Biofísica (3a. ed.). Mosby Doyma Libros. .(Colección biblioteca UMB)

Palabras clave

ELASTICIDAD , LEY DE HOOKE , MODULO DE  YOUNG

Marco conceptual

Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica cuando recupera su forma inicial al cesar la fuerza que produjo la deformación. Robert Hooke (1653-1703) realizó numerosos experimentos para estudiar

la elasticidad de los materiales y, a partir de sus observaciones experimentales, llegó a enunciar la ley que lleva su nombre: Para un material elástico, dentro de los límites de elasticidad, la deformación es proporcional a la fuerza aplicada.

Las características elásticas de un material homogéneo e isótropo quedan definidas por el conocimiento de su módulo de Young, Y; entre otros.

Para este montaje utilizaremos una varilla de sección transversal rectangular apoyada sobre soportes delgados por sus extremos. Se aplica una fuerza vertical hacia abajo, F, en el punto medio de la varilla, la deformación elástica que ésta experimenta se traduce en un descenso de dicho punto, llamado flecha  de flexión, S, que, por ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada esto es:

𝑆 = 𝑘𝐹 (1)

Siendo k una constante de proporcionalidad que depende de las características geométricas de la varilla y del módulo de Young, Y, del material. El cálculo por resistencia de materiales demuestra que:

1𝐿3

        𝑆 =        [pic 4]3 𝐹 (2) 

4𝑌𝑎𝑏

Para una varilla de sección rectangular, siendo L la longitud de la varilla (distancia entre los dos soportes),a la anchura de la varilla y b la altura o grosor de la misma.

Presaberes Requeridos.

        Fuerza         .

Equilibrio de  Traslación.

Leyes de Newton.

Actividad de trabajo independiente  

La siguiente actividad tiene como objetivo realizar una introducción al  Modulo de Young. El estudio de los vídeos citados a continuación contribuirá en la preparación de la práctica a realizar en el laboratorio.  

• http://www.youtube.com/watch?v=NPpebjYatC4 

• https://www.youtube.com/watch?v=tTlA61wd8jM 

Interactúe con cada video y compleméntelos con lecturas de los textos guía

A partir de la contextualización de la temática, resuelva los siguientes ejercicios y anexe la solución de forma detallada en el informe de laboratorios:  

1. ¿Qué es el módulo  de Elasticidad?

1. La razón entre  el esfuerzo y la deformación
2. El producto del  esfuerzo y la deformación
3. Ninguna de las anteriores

       2.  ¿Qué es el módulo  de Young?

1. La  razón entre  el esfuerzo de  tensión   y la deformación por  tensión.
2. El factor entre  el esfuerzo de  tensión   y la deformación por  tensión.