La Ley de Hooke.

RESUMEN:
La Ley de Hooke es la base de todos los fenómenos elásticos, en particular de los resortes. Las observaciones de Robert Hooke permanecen ciertas y todavía proveen los fundamentos de la ciencia de la elasticidad moderna.

1. INTRODUCCIÓN

En esta práctica, a partir de un conjunto de datos experimentales (fuerza vs estiramiento), se encontrará, por procesos estadísticos, la relación funcional más apropiada entre las variables. Los datos experimentales que se utilizan para esta práctica tienen un comportamiento lineal, sin embargo son comunes en Mecánica los casos no lineales como caída libre y movimiento parabólico entre otros. De igual forma en la práctica se interpretará el significado físico de la pendiente y del punto de corte en la relación funcional. El proceso estadístico permite obtener y presentar el valor de las variables con sus respectivas incertidumbres empleando error cuadrático y mínimos cuadrados.

1. MARCO TEÓRICO

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Interpretación física

Un ejemplo de esta situación corresponde a la ley de Hooke, según la cual el estiramiento x de un resorte, medido desde su posición de equilibrio, es directamente proporcional a la fuerza aplicada F sobre este. Esta relación esta se expresa por la ecuación:

F=kx

Donde k es la llamada constante del resorte. En este laboratorio el resorte está en posición vertical y es estirado por el peso:

w=mg

De diferentes masas colgadas en su extremo.

1. MONTAJE EXPERIMENTAL

Recursos utilizados:

• Resorte
• Portamasas
• Discos con diferentes masas
• Regla

Procedimiento experimental:

1. Identifique la posición de equilibrio del resorte al colocar el portamasas. A partir de esta posición se medirá el estiramiento del resorte.

1.  Coloque diferentes masas de tal manera que el peso de estas estire el resorte y mida el estiramiento que alcance el resorte. Registre los datos en la tabla 1 con sus respectivas incertidumbres.
2. A partir de los datos anteriores calcule la fuerza sobre el resorte con su respectiva incertidumbre por propagación de errores.

1. Calcule la constante de fuerza promedio y su respectiva incertidumbre por error cuadrático y regístrelo en la tabla 2.

1. Elabore una gráfica de la fuerza en función del estiramiento del resorte.

1. Realice un ajuste lineal a partir de comparar la ecuación con la ecuación de la recta, para identificar las variables.

1. Para el cálculo de la pendiente y el punto de corte complete la tabla 3 y utilice las ecuaciones en la sección V. para calcular la pendiente m y el punto de corte b de la recta.

1. Calcule las incertidumbres en la pendiente σ_m y en el punto de corte σ_b completando la última columna de la tabla 3.

1. Exprese el valor de la pendiente y del punto de corte con sus respectivas incertidumbres.

1. A partir de la ecuación de la recta obtenida, expresar el valor de la constante del resorte con sus respectivas unidades e incertidumbres.

1. RESULTADOS

A continuación se muestran los datos recogidos en el laboratorio:

Tabla 1. Resumen de datos obtenidos

Tabla 2. Resumen de resultados

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