Constante Elástica Del Resorte

CONSTANTE ELÁSTICA DEL RESORTE

1. OBJETIVOS

- Determinar la constante elástica (k) de un resorte, a partir de la relación F = f(x).

- Verificar la ley de Hooke para la tensión y compresión en un resorte.

2. FUNDAMENTO TEORICO

La fuerza aplicada sobre el resorte provoca una deformación proporcional al desplazamiento conocida como la Ley de Hooke, que en valor absoluto esta dada por:

Esta relación fue enunciada por Robert Hooke (1635 - 1703) y expresa una proporcionalidad directa entre la fuerza de estiramiento y el desplazamiento. La constante de proporcionalidad k se denomina como la constante elástica del resorte, el cual se expresa en newton por metro y numéricamente es igual al estiramiento producido por una fuerza unidad. La ley de Hooke se cumple para pequeñas deformaciones, siempre que no se sobrepase el límite elástico del resorte.

En la figura se muestra el análisis de la dirección de la fuerza del resorte respecto del desplazamiento.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

- Soporte del equipo

- Resortes

- Regla

- Juego de masas

- Porta masas

3.1. Procedimientos

1.- Nivelar a plano horizontal el equipo, utilizando los tornillos de apoyo y un nivel.

2.- Para los cálculos a partir de los datos de las tablas 1 y 2 completa las tablas 3 y 4, donde ∆x es la deformación producida (∆x = x - x0).

3.1.1. Proceso de tensión

1.- Colocar el porta masas en el extremo inferior del resorte, evita que oscile.

2.- Establecer un nivel de referencia (x0) en la regla del equipo, a partir del cual se medirá el estiramiento del resorte.

3.- Incrementa la masa del porta masas desde 100 [g] hasta 600 [g] cada 100 [g], y registra los datos en la Tabla 1, donde x es la longitud leída en la regla desde el cero de la regla.

3.1.2. Proceso de compresión

1.- Colocar el porta masas en el extremo inferior del resorte.

2.- Establecer un nivel de referencia (x0) en la regla del equipo, a partir del cual se medirá la compresión del resorte.

3.- Incrementa la masa del porta masas desde 100 [g] hasta 700 [g] cada 100 [g], y registra los datos en la Tabla 2, donde x es la longitud leída en la regla desde el cero de la regla.

4. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

4.1. Datos iniciales y mediciones

4.1.1. Proceso de Tensión

- Nivel de referencia

- Datos del la longitud x para cada masa m tensora

Tabla 1

Nº m [Kg] x [m]

1 0,1 0,123

2 0,2 0,143

3 0,3 0,164

4 0,4 0,185

5 0,5 0,206

6 0,6 0,227

4.1.2. Proceso de Compresión

- Nivel de referencia

- Datos del la longitud x para cada masa m compresora

Tabla 2

Nº m [Kg] x [m]

1 0,1 0,150

2 0,2 0,153

3 0,3 0,157

4 0,4 0,160

5 0,5 0,164

6 0,6 0,167

7 0,7 0,171

4.2. Resultados de los cálculos

4.2.1. Fuerza Tensora

- Los parámetros encontrados son:

- La ecuación de ajuste F = ƒ (∆x) es:

- El valor de la constante elástica del resorte será:

4.2.1. Fuerza

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