Procedimiento virtual: Uso del simulador virtual PHET.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

Universidad del Perú, Decana de América

[pic 1]

Experiencia N° 01 Constantes Elásticas

Alumno:        Raúl Alonso Chafloque Huamán

Código:        19170142

Curso:        Laboratorio de Física II

Escuela:         Ingeniería Industrial

Profesor:        Víctor Rosulo Quiñones Avendaño

Turno:        Sábados de 4-6

Lima-Perú

2020

OBJETIVOS

• Observar las características y condiciones de un resorte en espiral.
• Determinar la constante elástica del resorte en espiral.

MATERIALES

Procedimiento Presencial:

• 2 Soporte universal                                 1 Resorte en espiral de acero
• 1 Regla graduada de 1m de longitud                 1 Juego de pesas más portapesas
• 1 Regla metálica de 60cm de longitud                 2 Sujetadores (nuez o clamp)
• 1 Balanza de precisión de 3 ejes                         1 varillas cuadradas de metal
• 1 pinza

Procedimiento virtual:

• Uso del simulador virtual PHET.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Los sólidos cristalinos en general tienen una característica fundamental denominada “Coeficiente elástico” que aparece como consecuencia de la aplicación de fuerzas externas de tensión o de comprensión, que permiten al cuerpo de sección transversal uniforme, estirarse o comprimirse.[pic 2]

Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica cuando recupera su forma inicial al cesar la fuerza que lo produjo. Para poder comprobar este hecho notable, usaremos un resorte en espiral al cual aplicaremos fuerzas sucesivas y de acuerdo con la Ley de Hooke:        F = -kx

Hallaremos su constante elástica “k”, la cual se obtendrá como la pendiente de la gráfica F vs x, donde F es la fuerza aplicada y x el estiramiento del resorte en espiral desde su posición de equilibrio.

PROCEDIMIENTO

1. PRIMERA MUESTRA:

1. Dentro del simulador, seleccionamos la opción “Introduction”, se muestra lo siguiente.[pic 3]

En la parte derecha se muestran 5 opciones, las cuales tendremos que activar para poder visualizar valores, y la dirección vectorial de las magnitudes aplicadas.

1. Se tiene un resorte unido a un sistema que le aplicará una fuerza “F”, en el sistema interactivo podemos manipular los parámetros “Constante del resorte y “Fuerza aplicada”.
2. Para esta experiencia crearemos 7 valores para el parámetro “Fuerza aplicada” (F) y le asignaremos un solo valor al parámetro “Constante del resorte “(k) , usaremos: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, k1. El simulador nos arroja valores los mismos que representan el desplazamiento ‘x’ en metros:

[pic 4]

1. SEGUNDA MUESTRA:

Seleccionamos la opción “Systems”, se muestra lo siguiente:

1. SISTEMA DE RESORTES EN PARALELO:

1.  Se muestra lo siguiente:[pic 5]

1. Se tienen dos resortes unidos en paralelo a un sistema que le aplicará una fuerza “F”, en el sistema interactivo podemos manipular los parámetros “Resorte Superior” y “Resorte Inferior” y “Fuerza aplicada”.
2. Para esta parte crearemos 3 valores para el parámetro “Fuerza aplicada” (F), un valor para “Resorte superior (k1)” y “Resorte inferior (k2)” usaremos: F1, F2, F3. El simulador nos arroja 3 valores, los mismos que representan el desplazamiento ‘x’ en metros para cada fuerza aplicada:

[pic 6]

1. SISTEMA DE RESORTES EN SERIE:

1.  Se muestra lo siguiente:

[pic 7]

1. Se tiene un resortes unidos en serie a un sistema que le aplicará una fuerza “F”, en el sistema interactivo podemos manipular los parámetros “Resorte Izquierdo” y “Resorte Derecho” y “Fuerza Aplicada”.
2. Para esta parte crearemos 3 valores para el parámetro “Fuerza aplicada” (F), un valor para “Resorte Izquierdo (k1)” y “Resorte Derecho (k2)” usaremos: F1, F2, F3. El simulador nos arroja 3 valores, los mismos que representan el desplazamiento ‘x’ en metros para cada fuerza aplicada:[pic 8]

DATOS Y RESULTADOS

1. Primera muestra:                                        

[pic 9]

1. Segunda muestra:

1. SISTEMA DE RESORTES EN PARALELO:

[pic 10]

1. SISTEMA DE RESORTES EN SERIE:

...