Informe Fisica Sobre La Ley De Hooke

INFORME DE FISICA II

Ley de Hooke

Integrantes:

 Castro Puquio Ricardo

 Paredes Mosquera Irving

 Urrego Gómez Joe

LEY de HOOKE

• Objetivo:

Encontrar experimentalmente la relación entre el esfuerzo aplicado y la deformación unitaria bajo condiciones de elasticidad y así verificar la Ley de Hooke.

• Fundamento teórico:

Esfuerzo normal

El esfuerzo es una medida de la fuerza por unidad de área (en la que se aplica) que

causa la deformación.

Si la fuerza aplicada no es normal ni paralela a la superficie, siempre puede

descomponerse en la suma vectorial de otras dos tal que siempre una sea normal y la

otra paralela a la superficie considerada.

Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denotan normalmente como σ

(Sigma) y se denominan como esfuerzo de tracción o tensión cuando apunta hacia

A fuera de la sección, tratando de estirar al elemento analizado, y como esfuerzo de

compresión cuando apunta hacia la sección, tratando de aplastar al elemento analizado.

El esfuerzo con dirección paralela al área en la que se aplica se denota como τ (tau) y

representa un esfuerzo de corte ya que este esfuerzo trata de cortar el elemento

analizado, tal como una tijera cuando corta papel.

Las unidades de los esfuerzos son las de fuerza dividida por área (las mismas que para

la presión), pero el esfuerzo no es un vector sino un tensor.

Las unidades que más se utilizan son: Pascal (Pa) = N/m2

Deformación unitaria longitudinal

Si a una barra de longitud l le aplicamos una fuerza de tracción F y la barra sufre un

alargamiento ∆l, se define alargamiento o deformación longitudinal como:

La deformación longitudinal es la variación relativa de longitud.

LEY de HOOKE

La mayoría de las estructuras de ingeniería son diseñadas para sufrir pequeñas deformaciones, que entrañan solo la parte recta del diagrama esfuerzo-deformación correspondiente. Para esa porción inicial del diagrama, el esfuerzo σ Es directamente proporcional a la deformación ɛ, y podemos escribir

σ=Eɛ

Se conoce esta relación como Ley de Hooke, en honor de matemático Ingles Robert Hooke “1635-1703” el coeficiente E es el módulo de la elasticidad del material en cuestión o también módulo de Young, en honor del científico ingle Thomas Young (1773-1829).

Como carece de Dimensiones, se sigue que el modulo E está expresado en las misma unidades que σ, o sea en pascales uno de sus múltiplos si se emplea en el sistema SI y en lb/pul2 o Klb/pul2 si se utiliza unidades inglesas.

El máximo valor de esfuerzo para el cual puede utilizarse la ley de Hooke es el límite de proporcionalidad del material correspondiente. En el caso de materiales dúctiles que poseen un punto de fluencia bien definido, el límite de proporcionalidad casi coincide con el punto de influencia. Para otros materiales el límite de proporcionalidad no puede definirse tan fácilmente, puesto que es difícil determinar con precisión el valor del esfuerzo σ, para el cual la relación entre σ y ɛ deja de ser lineal. Pero debido a esta misma dificultad podemos concluir que, para tales materiales, utilizar la ley de Hooke para valores de los esfuerzos un poco mayores que el límite de proporcionalidad, no conduce errores significativos.

Algunas de las propiedades físicas de los metales estructurales, como resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión, etc, pueden ser grandemente alterados por las aleaciones, tratamiento térmico y el proceso de manufactura utilizado. Por ejemplo, una observación de los diagramas esfuerzo-deformación de Hierro puro y 3 grados diferentes de acero, nos indica que existe una gran variación en resistencia a la fluencia, resistencia final y deformación final (ductilidad) entre los cuatro metales. Todos, sin embargo, tienen el mismo módulo de elasticidad, es decir, su “rigidez” o capacidad para resistir una deformación dentro del intervalo elástico es la misma. Por lo tanto, si en una estructura se emplea un acero de alta resistencia, en vez de uno de resistencia más baja y se mantiene en las mismas dimensiones, la estructura tendrá una mayor capacidad de carga pero idéntica rigidez.

• Equipo:

 Un resorte

 Un elástico o una liga

 4 masas diferentes

 Un vernier

 Un soporte universal

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