Comportamiento físico entre la longitud de elongación y masa que lo produce

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA

DE  MÉXICO
Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Diseño experimental
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“Comportamiento físico entre la longitud de elongación y masa que lo produce”

Asignatura: Laboratorio de Metodología Experimental I

Carrera: Química Industrial

Grupo: 1102

Equipo 1

Aguilar Niño Franco Anton
Arenas Calzada Refugio Daniel
Castillo Delgado Karina Jocelyn
Castro Portilla Jesus Rodrigo
Chavez Jaramillo Nataly Montserrat

Fecha de entrega:

                                                Objetivo general

Determinar experimentalmente el tipo de relación cuantitativa entre la longitud de elongación de un cuerpo elástico y la masa que a temperatura constante la produce.

                                           Objetivos Particulares

a)Conocer la diferencia y comportamiento entre los cuerpos elásticos y los no elásticos.

b)Relacionar los conceptos entre masa y peso y conocer sus diferencias y similitudes.

c)Analizar las leyes físicas que explican el comportamiento de un cuerpo elástico y llevarlo a cabo en la práctica.  

d)Describir físicamente la diferencia entre las magnitudes de tensión y esfuerzo.

e)Establecer el diagrama de cuerpo libre, conocerlo y analizar las fuerzas que actúan en un sistema físico.

f)Analizar la importancia de la elasticidad de los cuerpos en situaciones cotidianas, para conocer mejor su comportamiento.

Marco teórico

Comencemos hablando sobre lo que es la masa. Pues bien, la masa es la magnitud física con la que medimos la cantidad de materia que contiene un cuerpo, la unidad que se emplea según el Sistema Internacional de Unidades, el cual es el kilogramo (kg).

El peso es la fuerza que ejerce un objeto sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio con el que lo atrae la Tierra y depende de la masa del mismo. Se mide en Newtons (N) y también en kg-fuerza, dinas, libras-fuerza, onzas-fuerza, etc.

La tensión es otro aspecto fundamental, ya que  todos los objetos físicos que están en contacto, pueden ejercer fuerzas entre ellos; es el resultado de la atracción electrostática entre las partículas de un sólido cuando es deformado, de manera que las partículas se separan unas de otras apartándose de su posición de equilibrio, es la tracción que ejerce un sólido al intentar recuperar su forma original más comprimida.

El esfuerzo es la acción de una fuerza aplicada y el efecto que esta misma produce, ese efecto producido va relacionado directamente con el área sobre la que está actuando la fuerza.

Por otra parte, entendemos por elongación, la distancia que separa a una partícula o cuerpo sometidos a oscilación de su posición de equilibrio, es decir,  el aumento de longitud que tiene un material cuando se le somete a un esfuerzo de tracción antes de producirse su rotura, siendo así una medida de la ductilidad, que es la propiedad que tienen algunos metales de someterse a grandes deformaciones y estirarse.  Esta capacidad va a depender del cuerpo en que se aplique dicha fuerza; existen cuerpos elásticos y no elásticos.

Un cuerpo elástico es aquel que luego de aplicarse una fuerza, no presenta deformaciones permanentes, es decir son completamente reversibles, por otra parte un cuerpo inelástico es aquel que no regresa a su estado original luego de una deformación dada por choques o colisiones inelásticas.

El comportamiento de los cuerpos elásticos se basa de 3 puntos importantes:

*Termodinámicamente reversible, es decir que no sufrirá de deformación alguna.
*Al deformarse experimenta cambios de entropía, como desplazamientos de las dislocaciones
*En el comportamiento plástico parte de la energía mecánica se disipa internamente, en lugar de transformarse en energía potencial elástica.

Podemos clasificar el comportamiento de los cuerpos inelásticos con los siguientes factores el cual ocurre cuando  las  fuerzas  aplicadas  son  grandes como se observará a continuación:

*El cuerpo no retorna a su estado inicial y tiene una deformación permanente (estiramientos, acortamientos, flexiones,torceduras, etc).

*Los cuerpos reales pueden sufrir cambios de forma o de volumen (e incluso la ruptura)

aunque la resultante de las fuerzas exteriores sea cero.

Pueden tener un comportamiento plástico (un sólido deformable cuya deformación es irreversible) o bien, comportamientos viscosos: que para la misma deformación se requiere mayor tensión y menos tiempo o bien menos tensión pero mayor tiempo de aplicación. Dentro de este comportamiento están los comportamientos Visco-plástico: con deformaciones irreversibles; Visco-Elástico: cuyas deformaciones son reversibles

Tanto los cuerpos elásticos como los inelásticos, poseen un punto de ruptura. Son los puntos en los que el objeto de estudio pasa del límite de elasticidad al rompimiento de este ocasionando una deformación permanente.

Leyes físicas de un cuerpo elástico

Ley de Hooke: La deformación de un cuerpo elástico es proporcional a la fuerza aplicada, siempre que no se supere el límite de elasticidad del cuerpo.

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Un diagrama de cuerpo libre es una ilustración donde se representan todas las fuerzas que actúan sobre un objeto

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