La elasticidad en ligas, resortes y productos de la vida cotidiana

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

La elasticidad en ligas, resortes y productos de la vida cotidiana, así causas físicas al aplicar una masa exterior.

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MARCO TEÓRICO.

• Elasticidad: Es cuando un objeto sólido es sometido a masas o fuerzas y este tiende a deformarse ya sea variando su volumen o su forma original, si dicho objeto regresa a su estado inicial se dice que posee elasticidad.

Es decir es capaz de sufrir deformaciones reversibles. Observando desde otro enfoque las fuerzas exteriores actúan sobre el cuerpo realizando trabajo el cual se transforma en energía potencial. (1)

• Esfuerzo: El esfuerzo caracteriza la intensidad de las fuerzas que causan el estiramiento, aplastamiento o torsión, este actúa sobre el área unitaria, existen fuerzas de tensión, flexión, compresión y cortantes. (2)
• Plasticidad: Propiedad de algunas sustancias o materiales, de sufrir una deformación irreversible y permanente a menos de que se sometan a cambios térmicos. (3)
• Ruptura: Acción que ocurre cuando un material llega a su límite de rotura o máxima tensión. (4)
• Deformación: Cambio fraccionario de la longitud “estiramiento de un cuerpo sometido a esfuerzo de tensión unitario. (2).[pic 2]
• Ley de Hooke.

La ley de Hooke surge a partir de deformaciones de todas clases como alargamientos, compresiones, flexiones y torsiones.

Hooke a través de la experimentación dedujo la ley que establece la relación básica entre esfuerzo y deformación.

“Las deformaciones elásticas son directamente proporcionales a las fuerzas o esfuerzos que las producen” (5)

Módulo de elasticidad = esfuerzo/deformación (2)       

[pic 3]

El módulo de elasticidad es lineal, es decir cumple con la regla y= mx+b

[pic 4]

• Tipos de deformaciones.

Deformación elástica:El cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza de deformación.

Deformación plástica: El material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. (6)

• MÓDULO DE YOUNG.[pic 5]

Es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico al estar sometido  una tensión externa y se calcula con E=δ/E en donde δ= es la tensión aplicada en pascales y E= es la deformación elástica longitudinal del cuerpo. (1)

Módulo de Young= esfuerzo de tensión / deformación x tensión. (2)

OBJETIVO GENERAL

Diferenciar la elasticidad y plasticidad aplicando diferentes masas externas a objetos como ligas, resortes, etc., para que de esta manera logremos analizar los resultados obtenidos en gráficas para así observar el comportamiento lineal de cada uno de ellos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Diferenciar las características físicas de un objeto antes y durante la aplicación de una masa exterior.
2. Reconocer durante el experimento la elasticidad, plasticidad y ruptura.
3. Aplicar adecuadamente la ley de Hooke y el método científico.
4. Calcular la masa aplicada a los materiales para después interpretar la fuerza.
5. Comprobar los resultados obtenidos en los diferentes objetos de estudio.

JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Como todos los cuerpos presentan cierta elasticidad podemos someter esa elasticidad con alguna más para experimentar la longitud que alcanza al someterla a diferentes masas.

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Selección de variables.

X= Variable independiente (masa).

Y= Variable dependiente (elasticidad).

Variables extrañas: Presión atmosférica, temperatura, etc.

HIPÓTESIS

Al utilizar diferentes masas para probar la elasticidad de cada cuerpo, observaremos que a mayor masa habrá mayor elasticidad, y al llegar cierto punto pasará a un estado de plasticidad.

MATERIALES                                    

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. Fijaremos nuestro soporte universal y lo ajustaremos a cierta altura de tal manera en que podamos colocar cada material elástico para observar su cambio en relación con diferentes masas.[pic 7]
2. Colocaremos en el soporte universal una liga  la cual someteremos con una masa “x” y mediremos cuanto es su elongación, pesaremos en la balanza  la masa a la que fue sometida, retiraremos la masa y volveremos a medir la liga para checar si volvió a su estado inicial o sufrió el fenómeno llamado plasticidad.
3. Repetir el procedimiento al menos 10 veces con masas proporcionales y al menos tres veces el mismo material. Repetir esto con los diferentes materiales.
4. Registrar en una tabla los valores obtenidos y después realizar una gráfica

RESULTADOS[pic 8]

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ANÁLISIS DE RESULTADOS

Al graficar cada uno de nuestros resultados, nos percatamos poco a poco del comportamiento elástico de los objetos de estudio, en primer lugar en dos de los casos (ligas de hule y ligas de cabello) no existía un comportamiento lineal, ni mucho menos la constante de proporcionalidad nos arrojaba un resultado menor a 1 y mayor a 0.97, Además de que descubrimos el error de tipo aleatorio debido a la precisión que no tuvimos, sin embargo en la segunda experimentación como se observa en las gráficas logramos tener comportamientos lineales y las constantes de proporcionalidad dentro del rango aceptable. Nos percatamos del comportamiento en diferentes objetos elásticos y su resistencia a las masas a las que se expusieron.

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