Calibracion De Un Dinamometro

Objetivos:

Lograr calibrar el dinamómetro haciendo uso de diferentes cuerpos con diferentes masas predeterminadas y conocidas para confeccionar una curva de calibración que muestre la relación entre el peso utilizado y la elasticidad de dicho instrumento.

Conocer las fuerzas que realiza el instrumento, previa calibración, en un sistema de fuerzas concurrentes así como también en uno de fuerzas no concurrentes, construidos y analizados experimental y analíticamente.

Reseña:

Dinamómetro: Instrumento inventado por Isaac Newton. Su funcionamiento se basa en la elongación de un resorte que sigue la ley de Hooke dentro del rango de medición. Este elemento de medición se utiliza para medir fuerzas. Esta compuesto por un resorte contenido en un cilindro que a su vez esta introducido en otro cilindro. En el cilindro hueco que rodea el resorte esta marcada una escala con la que se mide en unidades. Al colgar pesos o ejercer una fuerza, el resorte se alarga y produce que el cilindro con la escala salgadel otro cilindro indicando la deformación.

Deformacion:es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo.

Fuerza: Es una magnitud fisica que se entiende como el cambio de la cantidad de movimiento en el tiempo. Según el Sistema Ingles (S.I.), la fuerza se mide en Newton (N).

Momento: La magnitud escalar del momento es M= F*d siendo F el módulo de la fuerza, y d hace referencia al brazo de la palanca, es decir, la distancia entre el punto desde el que consideramos los momentos y la recta de aplicación de la fuerza. El sentido se determina según la regla de la mano derecha. Existen 2 tipos de momentos:

El momento polar de una fuerza describe la tendencia de una fuerza a producir una rotación respecto de un punto.

Momento Axial de una fuerza: es una magnitud escalar y describe la tendencia de la fuerza a producir una rotación respecto de un eje.

Condicion de equilibrio de una fuerza: Se considera cuando el cuerpo no se desplaza ni tiene rotaciones. Siendo:

Convenimos que la tendencia en el sentido horario del reloj es positiva y en sentido anti horario será negativo. Nos referimos a la tendencia de rotación de un punto sobre el que se toma el momento. Sino el modulo es siempre positivo.

Desarrollo:

Procedimiento:

En esta primera parte del trabajo colgamos un dinamómetro de un soporte y a continuación se fueron colocando los distintos cuerpos de distintas masas observándose como el instrumento sufría deformaciones. Se tomaron notas de dichas deformaciones de acuerdo a la escala impresa en el cilindro para luego dibujarlos en una grafica de cargas–deformaciones con la cual se confeccionó la curva de calibración. Se utilizó el dinamómetro nº 27:

Datos Obtenidos

Cargas (peso N) Dinamómetro nº 27

(cantidad de divisiones)

O,49 0

0,98 1

1,47 5

1,96 8

2,46 12

2,94 16

Curva de calibración

Nuestra zona muerta es ε2=0,98

Calculo de K:

Para el cálculo de la constante K del dinamómetro N° 27, procedimos a calcular las K de cada uno de los pesos que medimos con el dinamómetro (con sus respectivos alargamientos) y luego con esos resultados obtuvimos una constante K a partir del promedio de dichas constantes.

K1 = ΔP/ΔX = (0,98-0,49)N/((1-0)) = 0,49

K2 = ΔP/ΔX = (1,47-0,98)N/((5-1)) = 0,12

K3 = ΔP/ΔX = (1,96-1,47)N/((8-5)) = 0,16

K4 = ΔP/ΔX = (2,46-1,96)N/((12-8)) = 0,13

K5 = ΔP/ΔX = (2,94-2,46)N/((16-12)) = 0,12

Promedio de lo anterior:

K = (∑K)/N = ((0,49+0,12+0,16+0,13+0,12))/5 = 0,20

Sistema de fuerzas concurrentes

Procedimiento:

Luego de calibrado el dinamometro N° 27 y pedir la constante calculada por otro grupo en el dinamómetro N° 19. Se colocaron uno en cada soporte como muestra la figura, y en los ganchos de los calibres unidos en sus puntas colocamos un cuerpo de 300gr y calculamos la fuerza que realiza cada dinamometro mediante la formula = K . .

El grupo que hizo los calculos de la constante de elasticidad del dinamómetro N°19 nos aportaron la zona muerta de su gráfico ε 1 = 0,96.

Datos:

T1 T2 T1 = dinamometro nº 19

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