Leyes de Hooke

Leyes de Hooke

Kelly Lorena Valcarcel Salas,Paula Alejandra Briñez Luque , Sebastian Rodriguez

Facultad de ciencias básicas, Departamento de física

UMNG

U5800263@unimilitar.edu.co, U5800300@unimilitar.edu.co,U5800@gnmail.com

1. OBJETIVOS

• Obtener a partir del análisis gráfico la ley de Hooke, como aplicación de las propiedades elásticas de los cuerpos.

1. OBJETIVOS ESPECIFICOS

•  Determinar la ecuación experimental que relaciona fuerza y deformación de un resorte.

•  A partir de la ecuación obtenida deducir el valor de la constante de elasticidad del resorte para cada una de las combinaciones de los resortes.

1. MARCO TEORICO

 Concepto de elasticidad y deformación (Módulo de Young)

El módulo de Young o módulo de elasticidad longitudinal es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza.

Ley de Hooke

La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.

F=k⋅ (x−x0)

Donde:

F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle.

K es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que cada uno tendrá la suya propiax0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza.^[1]

¿Qué mide la constante de elasticidad?

Una constante elástica es cada uno de los parámetros físicamente medibles que caracterizan el comportamiento elástico de un sólido deformable elástico. A veces se usa el término constante elástica también para referirse a los coeficientes de rigidez de una barra o placa elástica.

¿Qué factores influyen en el valor de la constante de elasticidad de un resorte?

El objetivo de esta práctica es la determinación de la constante elástica de un resorte o muelle helicoidal mediante el procedimiento dinámico, es decir, a partir de la medida del periodo de las oscilaciones que ejecuta una masa colgada de dicho resorte.

Para ello disponemos de un resorte metálico helicoidal, un conjunto de masas en forma de disco, cada una de ellas de 10 g, y un soporte, también de 10 g, en el que se colocan las masas. El muelle se coloca en posición vertical y se fija por su parte superior colgando una masa en su extremo inferior. Por acción del peso de la masa el resorte se estira hasta que alcanza la posición de equilibrio en la que se iguala el peso y la fuerza recuperadora elástica. Siempre que no se supere el límite de elasticidad del resorte los alargamientos producidos en el resorte son proporcionales a las fuerzas aplicadas (ley de Hooke).

1. MATERIALES

• Dos resortes
•  Set de pesas y porta pesas
•  Regla
•  Balanza

1. DESCRIPCION GENERAL DE LA PRACTICA

Tenemos K1 Y K2 que representan dos resortes para evaluar su comportamiento o estiramiento, vamos a manejarlo a partir de tres montajes, en el primero tomamos diferentes cargas y las aplicamos en cada resorte de forma individual y registramos los datos , en el segundo montaje unimos los dos resortes utilizando los aros que cada uno de ellos posee y utilizamos distintas cargas, para el tercer montaje manejamos los resortes de forma paralela y aplicamos las fuerzas en ambos de forma conjunta, realizamos las gráficas de todos los datos y por medio de Excel obtenemos y que indica el estiramiento y nos ayuda a describir el comportamiento de cada resorte según el montaje realizado . Teniendo en cuenta los datos obtenidos hallamos el porcentaje de error teniendo en cuenta el valor teórico de K1 Y K2.

1. PROCEDIMIENTO

1. Realizamos el primer montaje en el que utilizamos dos resortes y a cada uno le añadimos distintos pesos en kilogramos y medimos el estiramiento de cada uno

[pic 1]

Fotografía del montaje1 tomada por Paula Briñez

Tabla 1

Datos del montaje número uno de estiramiento y la carga aplicada en cada resorte.

Grafica 1

Estiramiento de cada resorte contra la carga aplicada, es decir la fuerza que se obtiene del peso multiplicado por la gravedad 9,8 m/s2.Primer resorte.

[pic 2]

Tabla 2

Datos del montaje número uno de estiramiento y carga aplicada sobre el resorte

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