El Diablo

Ley de Hooke de Resortes

Hooke's Law Springs

Ana María Espitia1, Juan Sebastián Cadena 2, Christian Duque3 Jaime Chaparro

1,3Ingenieria Civil, Universidad de la Salle

2Ingeniería Ambiental, Universidad de la Salle.

4Ingenieria Eléctrica, Universidad de la Salle

Fecha práctica20/09/2012; Fecha entrega de informe 27/09/2012

Resumen

El objetivo principal de la práctica es refutar o darle validez acerca de las expresiones y del postulado de Robert Hooke (“la ley de Hooke dice que el estiramiento de un resorte cuando se le aplica una fuerza es directamente proporcional a esta fuerza”). Con respecto a las leyes de resortes, teniendo en cuenta su constante tener argumentos válidos para refutar o afirmar esta. Suponemos que el ajuste de los datos de fuerza y elasticidad son lineales y la fuerza elasticidad se mide proporcional al el peso. El resultado más relevante que podemos observar es verificar la existencia de una constante para cada resorte, tal como lo enuncia la ley de Hooke. Durante la práctica esta fue determinada, de manera que al multiplicar la constante por el alargamiento producido sobre el resorte, daría como resultado la fuerza que fue aplicada sobre este.

Palabras claves: fuerza, elasticidad, peso.

Abstract

The main objective of the practice is to validate or refute about expressions and Robert Hooke postulate ("Hooke's law says that the stretch of a spring when a force is directly proportional to this force"). With regard to the laws of springs, given its constant have valid arguments to refute or affirm this. We assume that the data setting of strength and elasticity are linear elasticity and strength proportional to the measured weight. The most striking result we observe is to verify the existence of a constant for each spring, as Hooke's law states. In practice this was determined, so that by multiplying the constant by the elongation produced on the spring, would result in the force that was applied on this.

Keywords: strength, elasticity, weight.

© 2012 Revista Colombiana de Física. Todos los derechos reservados.

1. Introducción

Para llegar a concluir si las ecuaciones que se han conocido pero no comprobado son verdaderamente certeras hay que desarrollar una serie de pasos para así por fin llegar a esta verificación o refutación con unos argumento válidos. Hook afirma que “el límite de la tensión elástica de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza.” Pero lo que no se sabe es si esta se cumple experimentalmente o en todos los casos y con diferentes modelos de resortes por lo que el objetivo principal es saber ciertamente si esta si es verdaderamente correcta. Para llegar a esta conclusión primero se deberá conocer tanto teóricamente y matemáticamente ciertos fundamentos e ir aprendiendo experimentalmente aplicando esta teoría. Otros objetivos entonces son conocer la constante de elasticidad y de qué forma esta se pudo haber deducido y si en cada modelo que se trabajo es el mismo o en qué circunstancias cambia si lo hace, aprender cómo se suman las constantes tanto en paralelo como en serie y el ajuste de datos para cada uno de estos modelos, ya que uno de estos se suma directamente y otro indirectamente, saber el porqué de fenómenos como “cuando se trata de un cuerpo solido se opone a la deformación siempre que este no sea demasiado grande” por lo tanto se puede decir según esto que la formula tiene límites y no cumple en dimensiones a gran escala. Como se está manejando otros instrumentos nuevos es decir que no se habían trabajado entonces se debe dar el mejor uso posible y conocer de qué forma se ejecutan para así llegar a unos buenos resultados. La problemática más relevante es la forma o los instrumentos dados para tener una exacta medida del estiramiento en cada caso puede que sea demasiado alto ya que es demasiado impreciso medir resortes con reglas y escuadras de una manera correcta por lo que nos impedirá entonces, darle solución al objetivo de una forma certera y confiable. A esto hay que agregar que un desconocimiento que se tenía antes del laboratorio es porque los resortes son proporcionales a la fuerza o el peso que se aplican sobre ellos y como la constante elástica que Hook planteo afecta a los cálculos que se realizaran luego de hacer la práctica experimentalmente.

El trabajo seguirá unos pasos metodológicamente diseñados para la comprensión de primero, entender de qué se trata la ley de Hooke cuales son las variables que en esta aplica de una manera tanto teórica como matemática, luego se hará un resumen de cómo fue llevado a cabo el laboratorio y que materiales y primeros conocimientos dio el profesor para realizarlo, luego se presentaran los resultados obtenidos luego de medir los resortes variando modelos, también se dará a conocer el error el cual es fundamental en el desarrollos de los análisis comprendiendo que fue lo obtenido y las faltantes para un mejor desarrollo o si por el contrario todas las variables están perfectamente concordes con el dato teórico, y para finalizar se concluirá el trabajo dando explicación a cada uno de los objetivos propuestos.

2. Marco teórico

Muchos objetos se deforman cuando se les aplica una fuerza y recobran su forma original en cuanto se retira la fuerza. La relación entre fuerza y extensión de un objeto elástico fue formulada por primera vez en el siglo XVII por Robert Hooke. La elasticidad de un material (no la elasticidad del objeto), se mide usando una propiedad basada en la relación entre el esfuerzo aplicado a un objeto y la deformación producida y toma en cuenta las dimensiones del material examinado. Esta propiedad se conoce como el módulo de Young.

Elasticidad de un resorte:

Elasticidad es la propiedad de un material que le permite volver a su forma original después de haberse deformado y de ejercer una fuerza mientras está deformado. Aunque el alambre con el que está hecho un resorte puede no ser muy elástico, la forma del resorte es la que le proporciona un comportamiento elástico, lo cual sirve de ayuda para estu-diar la elasticidad. Cuando se añade peso a un resorte fijo, el peso produce una fuerza que estira el resorte.

Extensión de un resorte:

La diferencia entre la longitud del resorte cuando está esti-rado y cuando no está estirado se llama extensión. Se puede medir la extensión de un resorte cuando se ejercen diferentes fuerzas en él, y así elaborar una gráfica de fuerza respecto a tensión. Cuando se quita el peso, el resorte recobra su longitud original, por lo que el resorte se comporta de manera elástica.

...