SISTEMA DE RESOSRTE

^[1] 

Sistema masa resorte en movimiento

                                  Fernández Adriana., Aguilar Jenny, Edward Finsue, Gaviria Harold.

adrianaf@unicauca.edu.co,jaguilarm@unicauca.edu.co,ejfinscue@unicauca.edu.co harold@unicauca.edu.co,

Universidad del cauca

Resumen—durante la práctica se estudió el comportamiento  de un sistema masa  resorte en movimiento mediante dos métodos, estático y dinámico. De los cuales permite hallar experimentalmente la constante de elasticidad (k)

Índice de Términos—elongación, fuerza aplicada, ley de Hooke.

1. INTRODUCCIÓN

El estudio que permite realizar un sistema conocido como resorte es muy interesante, ya que el movimiento no es constante, dado esto en esta práctica se estudiara y analizara este tipo de fenómeno físico y su comportamiento. Gracias a la ley de Robert Hooke, físico-matemático ingles quien demostró el comportamiento relativo de elasticidad de  un resorte, siendo la fórmula más común de representar esta ley mediante la ecuación

F=-kx

Donde

F es la fuerza aplicada al resorte, k la constante de recuperación y X es el desplazamiento.

Esta ley ha sido fundamental en el estudio de varias ciencias utilizadas en la ingeniería y la construcción para el estudio de resistencia de materiales y la elaboración de proyectos entre otros.

1. marco teórico

la física no solo consiste en observar y describir los fenómenos naturales, también  se encarga de explicarlos mediante leyes físicas, mediante análisis cualitativo y cuantitativo de la materia.

De este modo estudiaremos el resorte siendo un material empleado en diferentes    ámbitos de la vida cotidiana y empleado en varias utilidades comerciales, este presenta una longitud normal a menos de que se le apliquen fuerzas externas si esto ocurre causa tensión o esfuerzo en su interior presentándose cambios en su distancia molecular la deformación es directamente proporcional al esfuerzo, esta relación se conoce como la ley de Hooke, esta ley aplica siempre y cuando la fuerza externa no supere el máximo esfuerzo que el material pueda soportar, ya que el cuerpo elástico puede quedar deformado permanentemente, es decir sobrepaso el límite de elasticidad, este límite está determinado por la estructura molecular del material.

Cada resorte se caracteriza mediante una constante K que es igual a la fuerza por unidad de deformación que hay que aplicarle. La fuerza que ejercerá el resorte es igual y opuesto a la fuerza externa aplicada y se llama fuerza recuperadora elástica, cuando el resorte deformado está en reposo.

Un cuerpo que se encuentra en una posición de equilibrio y se le desplaza del equilibrio este presenta una fuerza llamada fuerza restauradora que le hace experimentar un movimiento de vaivén respecto al equilibrio. Se sabe además que un movimiento oscilatorio o periódico es al que es repetitivo.

El alargamiento no excesivo es proporcional a la fuerza planteada como ley de Hooke, sin embargo algunos referencian que no debería de plantearse como “ley” ya que es una afirmación acerca de un dispositivo específico y no una ley fundamental de la naturaleza.

Cuando un cuerpo se deforma la deformación es proporcional a la fuerza deformadora, siempre que esta fuerza no sobrepase el límite de elasticidad. La variación puede consistir en un aumento de longitud.

1. método experimental

En el  procedimiento 1  se determinó la constante de elasticidad mediante el método estático, y de igual manera se medía el tiempo a un número determinado  de oscilaciones con diferentes pesos en el resorte.

Materiales y equipo

Para la elaboración de esta práctica se utilizó:

1. resortes
2. portamasas
3. juego de masas
4. regla de madera
5. cronometro
6. balanza

Procedimiento

Medición de constante, mediante el método estático

Para iniciar el procedimiento rectificamos los pesos de las masas en la balanza para mayor certeza  de  cada una, luego procedemos a armar el montaje como lo describe la guía, tomando un punto de referencia en la regla, sobre el cual haremos las respectivas  mediciones

De este modo calculamos la elongación que experimenta el resorte en cinco análisis iniciando con un peso de 100g hasta  500g.

Finalmente se llena la tabla 1 y se obtiene el promedio

Lleve los datos obtenidos a una gráfica de fuerza vs elongación.

Encuentre la mejor línea que se ajuste.

Determine la constante  respecto al análisis de la ley de Hooke.

Medición de la constante por el método dinámico

En el procedimiento 2 se tomaron los mismos valores de masas que en el procedimiento anterior,

con un aumento de 100g cada una hasta los 500g, en esta práctica se analizó el tiempo que cada resorte empleo a determinado peso, para cada uno se tomó un registro de cinco veces con el fin de promediar y evitar ciertos  errores.

Lleve los datos obtenidos a un gráfico de masa vs tiempo.

Encuentre la constante en relación con el procedimiento anterior basándose en la ley de Hooke.

1. resultados

el peso del porta masas es de: 0,04976Kg

Tabla de con valores de elongación

...