Ley De Hooke

“LEY DE HOOKE”

FISICA I

DEL VALLE MOURAD BRANDON

MEJIA MARCHENA JAVIER

NAVARRO ARIZA JOSÉ DAVID

SÁNCHEZ MÉNDEZ ELAN DAVID

VILLEGAS AYALA DUVAN

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROFESOR

EFRAIN BARROS PINEDA

BARRANQUILLA, OCTUBRE 2011

Introducción

Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material.

Cuando un peso hala y estira a otro y cuando se le retira este peso y regresa a su tamaño normal decimos que es un cuerpo elástico.

En esta experiencia de laboratorio se analizó de manera detallada la ley de Hooke aplicada a los cuerpos elásticos más precisamente a los resortes. Esta ley se define de la siguiente manera, la cantidad de estiramiento o de compresión (cambio de longitud), es directamente proporcional a la fuerza aplicada. F=K x, teniendo en cuenta también que la elongación de dicho cuerpo depende de la naturaleza del material del cual está compuesto. La constante de elasticidad esta dada también por el material del que esté formado dicho cuerpo llegando asi al concepto de elasticidad la cual es una propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformación. Si se estira un cuerpo o se comprime más allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado, a esto se le llama límite elástico. En esta experiencia aplicaremos un peso sobre un cuerpo elástico con la finalidad de ver su elongación llegando a la conclusión de cual es su límite elástico dependiendo del material del que este compuesto.

Justificación

En la Física no sólo hay que observar y describir los fenómenos naturales, aplicaciones tecnológicas o propiedades de los cuerpos sino que hay explicarlos mediante leyes Físicas. Esa ley indica la relación entre las magnitudes que intervienen en el Fenómeno físico mediante un análisis cualitativo y cuantitativo. Con la valiosa ayuda de las Matemáticas se realiza la formulación y se expresa mediante ecuaciones, entregando como resultado una Ley. Por ejemplo, la Ley de Hooke establece que el límite de la tensión elástica de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza. Mediante un análisis e interpretación de la Ley de Hooke se estudia aspectos relacionados con la ley de fuerzas, trabajo, fuerzas conservativas y energía de Resortes. Los resortes son un modelo bastante interesante en la interpretación de la teoría de la elasticidad.

La importancia de esta ley está en definir el comportamiento genérico de un cuerpo sometido al esfuerzo de tracciones el cual obviamente variara de acuerdo al material usado, también permite analizar, sobre todo en metales, su carga máxima y su coeficiente de seguridad, el cual deberá estar siempre por debajo de su límite de fluencia.

Esta experiencia se realiza con la finalidad de hallar experimentalmente y comprobar la efectividad sobre lo referente a la Ley de Hooke y su sistema masa-resorte.

OBJETIVOS

Objetivo general

Implementar por medio del método experimental la ley de Hooke.

Objetivos específicos

Calcular experimentalmente la constante K de un resorte por medio de la Ley de Hooke.

Estudiar la relación existente entre la fuerza deformadora que se le aplica a un resorte y el alargamiento de éste.

Graficar la deformación aplicada en un resorte según su carga empleada.

MARCO TEORICO

LEY DE HOOKE

Cuando a un cuerpo (un resorte) se le aplica una fuerza, normalmente reacciona contra esa fuerza deformadora, dado que tiende a tener una forma estable debido a su estructura molecular. Estas fuerzas de reacción suelen llamarse elásticas, y podemos clasificar los cuerpos según el comportamiento frente a la deformación. Muchos cuerpos pueden recuperar su forma al desaparecer la acción deformadora, y los denominamos cuerpos elásticos. Otros cuerpos no pueden recuperar su forma después de una deformación, y los llamamos inelásticos o plásticos. Evidentemente, un material elástico lo es hasta cierto punto: más allá de un cierto valor de la fuerza deformadora, la estructura interna del material queda tan deteriorada que le es imposible recuperarse. Por tanto, de un límite elástico, más allá del cual el cuerpo no recupera la forma, y aún más, de un límite de ruptura, más allá del cual se deteriora completamente la estructura del material, rompiéndose.

Robert Hooke (1635-1703) estableció la ley fundamental que relaciona la fuerza aplicada y la deformación producida. Para deformaciones que no sean muy grandes, es decir, que no superen el límite elástico, se cumple que:

[Ecuación]

En donde:

F es la fuerza deformadora aplicada.

k es la constante elasticidad.

x es la deformación relativa.

Es muy frecuente escribir la ley de Hooke teniendo en cuenta que la fuerza elástica Fe es igual a la aplicada F pero cambiada de signo:

[Ecuación]

Todos los cuerpos son en mayor o menor grado deformables, algunos son fácilmente deformables y otros no. Algunos vuelven a su forma original y otros quedan deformados permanentemente.

La Ley de Hooke establece “cuando un cuerpo es deformado dentro de un rango elástico, la deformación es proporcional a la fuerza que la produce”. Es decir cuando se cuelga una masa en un resorte, este se alarga (se deforma) y el alargamiento está relacionado con la fuerza aplicada (peso que cuelga).

[Imagen][Imagen]

Constante de elasticidad: es cada uno de los parámetros físicamente medibles que caracterizan el comportamiento elástico de un sólido deformable elástico lineal.

Rango elástico: es cuando el cuerpo vuelve a su forma inicial sin haber quedado deformado.

MARCO PRÁCTICO

Proporcionados los pasos a seguir para poder efectuar esta experiencia, se procedió a realizar de tal manera que no ocurrieran

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