Estudio estático de un resorte

Estudio estático de un resorte

D.Arboleda, F.Orozco, R.Legarda, L.Tapiero, D.Villota
Universidad del Cauca, dianavillo@unicauca.edu.co

Resumen— El presente informe tiene como propósito obtener el valor de la constante de elasticidad de un sistema masa resorte, para reforzar o consolidar algunos conceptos como la ley de Hooke. La práctica se realizó utilizando un resorte al que se le incorporó un porta-pesas se le fueron añadiendo algunas masas que generaban peso y provocaban una elongación del resorte, y que mediante la graficación de los datos obtenidos se halla experimentalmente la constante de rigidez del resorte.

  Palabras clave—Resorte,  ley de Hooke,  elongación

1. Marco teórico

• Ley de Hooke

 Cuando se trata de deformar un sólido, este se opone a la deformación, siempre y cuando   ésta no sea demasiado grande; al aplicar una fuerza a un resorte, probablemente este se alargará, si duplicamos la fuerza, el alargamiento también se duplicará, esto es lo que se conoce como la ley de Hooke. Una de las propiedades de la elasticidad es que se necesita dos veces la fuerza para estirarlo, es decir  dos veces la longitud, matemáticamente se puede definir:

[pic 1]

• Resortes en serie

La fuerza hacia abajo en la posición de la masa es simplemente su peso. La fuerza hacia abajo en el punto de unión de los resortes, sigue siendo el peso de la masa inferior, ya que el resorte lo suponemos sin masa, la fuerza hacia abajo en el extremo superior sigue siendo el mismo peso, ya que los dos muelles los suponemos sin masa. La fuerza se conserva a lo largo de una asociación y matemáticamente se representa de esta forma:

[pic 2]

• Resortes en paralelo

Este sistema de resortes se caracteriza en que la deformación que sufren todos los es igual en los resortes que actúan en paralelo. Para recalcar este hecho, a la placa que permite deformar todos los resortes se le ha colocado unas guías que le impiden rotar y que aseguran que la deformación de todos los resortes es igual.

[pic 3]

1. Materiales y procedimiento

Los siguientes fueron los materiales utilizados en la práctica de laboratorio:

• Regla graduada
• Pesas de diferentes masas
• Soporte metálico
• Dos resortes en Hélice

A continuación se describe el procedimiento experimental realizado:

1. Se construye el sistema de resortes, colocando la regla graduada de una manera que  facilite la toma de datos.

1. Se miden la elongación del resorte  ubicando diez masas  en forma ascendente  sobre este.

1. Se construye un sistema de resorte en serie y se ubican diez masas en forma ascendente. Se toman las medidas de la elongación  para cada una de las masas a utilizar.

1. Se monta un sistema de resorte en paralelo y se repite el mismo procedimiento que  con el resorte individual y el sistema en serie.

1. Resultados  

En las siguientes tablas se exponen las diferentes cargas de masa puestas en tres sistemas de resortes con sus respectivas elongaciones.

Tabla 1. Diez  mediciones de elongación de un resorte con diferentes cargas de masas.

Tabla 2. Diez mediciones de elongación de un sistema de resorte en serie a diferentes cargas de masas.

Tabla 3. Diez mediciones de elongación de un sistema de resorte en paralelo a diferentes cargas de masa.

En las siguientes graficas se exponen las diferentes cargas  de masa puestas en tres sistemas de resortes con sus respectivas elongaciones.

[pic 4]

Grafica 1. Comportamiento del resorte individual con los datos de la tabla 1 en un gráfico F vs x.

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