Ley De Elasticidad De Hooke.

[pic 3]Facultad de Ingeniería

Informe De Laboratorio Numero 1

Ley De Elasticidad De Hooke

Andrea Carolina León Riveros 20152005049

Cristian Arley Sánchez 20121020124

Laura Catalina Guzmán Barragán 20032020056

Pedro Alejandro Gutiérrez García 20141020059

RESUMEN

La práctica de laboratorio permitió verificar la ley de Hooke a través de tres montajes, cada uno compuesto por un resorte de constantes elásticas diferentes y un juego de masas. La actividad consistió en medir la constante de elasticidad k de cada resorte, colgándole varias masas; lo que junto con la fuerza de gravedad genera una fuerza que hace que este se deforme. La deformación medida usando una regla y los datos obtenidos fueron utilizados para calcular la constante k y observar que cuando un resorte es deformado (dentro de ciertos límites), este ejerce una fuerza opuesta a la deformación que es proporcional a la magnitud de la deformación sobre el resorte.

ABSTRACT

The laboratory experiment verified Hook’s law through three assemblies, each composed of a spring of different spring constants and a set mass. The activity consisted of measuring the spring constant k of each spring, hanging several masses; which together with the force of gravity W

generates a force that causes it to deform. The deflection measured using a ruler and the data obtained were used to calculate the constant k to note that when a spring is deformed (within certain limits), it exerts a force opposed to the deformation is proportional to the amount of strain on the spring.

INTRODUCCION

Cuando un objeto elástico- como un resorte- es estirado, el tamaño incrementado es llamado su extensión. La extensión de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que se le ha aplicado.  En el laboratorio realizado el enunciado anterior (Ley de Hooke) se verifica, lo que permite a los estudiantes comprender mediante la observación de los montajes conceptos vistos en clase, por ejemplo cuál es la posición de equilibrio del sistema y cómo la fuerza restauradora se dirige siempre a esta posición; hecho que confirma que las prácticas de laboratorio sirven para reafirmar y aclarar las enseñanzas teóricas del curso.

OBJETIVO GENERAL

Realizar la actividad de laboratorio en la que establecerá la relación entre la fuerza aplicada y el alargamiento del resorte.

OBJETVOS ESPECIFICOS

• Determinar el valor de la constante (k) de elasticidad del resorte, mediante la Ley de Elasticidad de Hooke.
• Estudiar el comportamiento de un resorte al aplicar una fuerza en uno de sus extremos.
• Comprobar experimentalmente la existencia de la fuerza recuperadora en un cuerpo elástico.
• Medir la constante elástica del resorte y determinar cuál es su significado en la gráfica de F vs ∆x

1. MARCO TEORICO

LEY DE HOOKE

La ley de Hooke establece que el alargamiento o estiramiento de un resorte es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho resorte.

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Dónde:

F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el resorte.

        K es la constante elástica del resorte, la cual relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el resorte. Depende del resorte, de tal forma que cada uno tendrá la suya propia.

X0 es la longitud del resorte sin aplicar la fuerza.

X es la longitud del resorte con la fuerza aplicada.

Según Brett C., E., Suárez, W. A. (2012) "El signo (-) en la ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento".

Pero, para entender mejor el funcionamiento de la ley de Hooke es importante ver diferentes factores influyentes al momento de utilizar la ley de Hooke experimentalmente, estos son:

ELASTICIDAD

La elasticidad es la propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.   (SANGER, 2007)

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SISTEMA MASA RESORTE VERTICAL

Un resorte de longitud natural  y constante elástica  se coloca en forma vertical, uno de los extremos debe estar sujeto al techo y el otro extremo inicialmente libre. Luego, del extremo inferior del resorte se sostiene un bloque de masa m, que deformará la longitud del resorte en forma proporcional al peso suspendido. En equilibrio el peso del bloque se compensa con la fuerza elástica estática.[pic 6][pic 7]

Condición estática:

, luego: [pic 8][pic 9]

Condición dinámica:

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Frecuencia angular:

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Es decir la frecuencia angular del sistema masa-resorte depende de la constante elástica  y  de la masa oscilante, y no de la amplitud de oscilación.^[1]

Figura 1. Esquema de la ley de Hooke.

[pic 12] [pic 13]

[pic 14]

OSCILACIÓN

Es  el movimiento repetido de un lado a otro de un objeto en torno a una posición central o posición de equilibrio.

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FRECUENCIA

La frecuencia f es el número de oscilaciones por segundo que puede tener un objeto.

Su respectiva formula es:

...