ONDAS Y CALOR LABORATORIO N° 1 “DEFORMACIÓN DE UN CUERPO ELÁSTICO POR ACCIÓN DE UNA FUERZA APLICADA”

ONDAS Y CALOR

LABORATORIO N° 1

“DEFORMACIÓN DE UN CUERPO ELÁSTICO POR ACCIÓN DE UNA FUERZA APLICADA”

INTEGRANTES:

SECCION: 1-B

MESA: 03

2017-I

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio realizamos un trabajo experimental, con el fin de conocer y comprobar cómo funciona la deformación de un cuerpo elástico por acción de una fuerza aplicada.

Para comprender esta experiencia, fue necesario tener conocimientos básicos de “Fuerza” y ponerlos en práctica en el laboratorio. En el siguiente informe hemos pretendido hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, con el fin de representar en la ecuación matemática para lo cual hemos usado resorte y un sensor de fuerza.  Para hallar el valor de la constante de elasticidad de un resorte, utilizamos un sistema masa resorte, para ello era necesario desarrollar los valores medios de esta magnitud, de igual manera era necesario desarrollar habilidades en el tratamiento gráfico de resultados experimentales y saber interpretarlos.

1. OBJETIVOS

• Describir fenómenos elásticos.
• Determinar una relación matemática de las variables fuerza y deformación.
• Estudiar la deformación para un resorte sometido a la carga de masa o fuerza.

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

La deformación de un resorte por acción de una fuerza 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.

Robert Hooke (1635-17039, estudió, entre otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza que devuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de esa posición”.

F = K. D X

Dónde:

F = fuerza aplicada al resorte

K = constante de proporcionalidad

D x = variación de longitud del resorte

1. MATERIALES:

Soporte universal                                         Nuez

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Regla de metal                                     Sensor de fuerza

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                     Resorte                                        Computadora

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     Software Pasco Capstone

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1. PROCEDIMIENTO:

• En primer lugar procedimos a instalar el soporte universal, que sería la base de nuestro laboratorio, luego de tener esta base colocamos allí el resorte luego le colocamos el sensor de fuerza para poder ver la fuerza aplicada a medida que lo estirábamos aproximadamente 2cm del resorte medido con la regla.

• Después  se tomó la medida del resorte con el sensor colgando en uno de sus extremos (esto se realizó cada vez que estirábamos 2cm al resorte) realizamos 10 medidas de fuerza del resorte para poder hallar los datos que completarían nuestra tabla de deformación y fuerza. El resorte se estiró hasta 20 cm.
• Al final tabulamos los datos recopilados y se procedimos a bosquejar la gráfica de deformación vs fuerza. Y luego de tener estos resultados procedimos a graficar en el software Pasco Capston.

•  Al graficar en el software observamos una línea recta como una función lineal donde la constante era la K.

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1. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:

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    Grafica 5.1: deformación vs fuerza

• También podemos decir que   y=mx+b

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Tabla 5.2: fuerza vs deformación

. Bajo un primer análisis, podemos visualmente determinar que a mayor fuerza, mayor deformación, afirmación confirmada al tabular los datos de la deformación (x) y la fuerza dada . Y además que la fuerza es el producto de la constante por la deformación F = K. D X.; en cuya grafica (fuerza-deformación) se puede apreciar que el aumento gradual de la fuerza conlleva a un amento en la longitud del resorte (deformación).

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