¿PUEDEN LAS FUERZAS DEFORMAR LOS CUERPOS?

INTRODUCCIÓN

Un elástico puede ejercer una fuerza igual a kx; donde k es la constante del resorte, y x es la distancia que es estirado o deformado de su posición inicial; ésto puede ser interpretado como: mientras más yo deformo al elástico más fuerza ejerce, por eso cuando aumenta la distancia que es estirado la fuerza es mayor (ya que esa variación de x es multiplicada por la constante k); Si cuelgo un peso del elástico este se estirará hasta cierta posición donde la fuerza ejercida por el resorte será igual al peso del objeto; sabiendo la masa del objeto y midiendo la distancia a la que es estirado el resorte podría despejar y calcular la constante k, que debería ser constante en un resorte (si es que no sobrepasa su límite de elasticidad); el cálculo de constantes elásticas es importante para saber con certeza qué tanta fuerza puede ejercer un elástico, qué tanto peso puede soportar antes de que se deforme permanentemente; y calculando la constante elástica entre dos resortes yo podría deducir una semejanza entre lo cualitativo del resorte y el dato cuantitativo (la constante elástica).

¿PUEDEN LAS FUERZAS DEFORMAR LOS CUERPOS?

1.- Objetivos:

-Mediante los datos obtenidos, calcular las constantes elásticas de dos resortes.

-Deducir una relación entre las constantes elásticas de los resortes y su forma.

2.- CONCEPTO

En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada :

Siendo el alargamiento, la longitud original, : módulo de Young, la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton, y contribuyente prolífico de la arquitectura. Esta ley comprende numerosas disciplinas, siendo utilizada en ingeniería y construcción, así como en la ciencia de los materiales.

Fuerzas y deformaciones de los cuerpos

Las fuerzas pueden deformar los cuerpos y su comportamiento ante las deformaciones es muy distinto. (El hierro es más rígido que la resina, y un muelle recupera su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar).

Podemos clasificar loa materiales según responden ante las fuerzas, de la siguiente manera:

- Rígidos. No se modifica la forma cuando actúa sobre ellos una fuerza

- Elásticos. Recuperan la forma original cuando deja de actuar la fuerza que los deforma

- Plásticos. Al cesar la fuerza que los deforma, los materiales no recuperan la forma primitiva y quedan deformados permanentemente.

La elasticidad es una propiedad de la materia que permite a los cuerpos deformarse cuando están sometidos a una fuerza y recuperan la forma inicial cuando la causa de la deformación desaparece.

Existe un límite de elasticidad, que si se sobrepasa, un cuerpo deja de ser elástico y por lo tanto quedaría deformado permanentemente. Este límite depende de cada cuerpo y de cada sustancia.

Límite de ruptura, que es la fuerza máxima que ha de soportar un cuerpo determinado sin romperse

La plasticidad es la propiedad por la cual determinados cuerpos adquieren deformaciones permanentes cuando deja de actuar sobre estos la fuerza que los deforma. Es la propiedad contraria a la elasticidad.

3.-Ejercicio

Mide en dos muelles helicoidales el alargamiento causado por las fuerzas por peso de unas masas.

Material

Pie estativo 02001.00 1

Varilla soporte, 600 mm 02037.00 1

Nuez doble 02043.00 1

Platillo par pesas de ranura, 10 g 02204.00 1

Pesa de ranura, 10g 02205.00 4

Peso de ranura, 50g 02206.00 3

Muelle helicoidal, 3N/m 02220.00 1

Muelle helicoidal, 20N/m 02222.00 1

Pasador 03949.00 1

Soporte para tubos de vidrio 05961.00 1

Cinta métrica, 2m 09936.00 1

Montaje

- Monta un estativo con el pie, la varilla soporte y la nuez doble según la figura 1. Coloca el pasador en la nuez, y cuelga de él muelle de 3N/m.

- Coloca el soporte para tubos de vidrio en la parte inferior de la varilla, pon la cinta métrica sobre el pie, saca la cinta y sujétala al soporte para tubos.

Realización

1. Coloca la cinta mérica de forma que su cero coincida con el final del muelle de 3N/m (fig.1)

- Cuelga el platillo paa pesas de ranura (m=10g) del muelle, y anota el alargamiento l.

- Aumenta la masa en pasos de 10g hasta un total de 50, y lee las variaciones de longitud l correspondientes.

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