Determinacion De La Costante Elastica De Un Resorte

RESUMEN

El objetivo de esta experiencia es la determinación de la constante elástica de un resorte, o muelle, mediante el procedimiento estático. Si sobre un resorte, colocado verticalmente, y atado del extremo superior, se colocan diferentes cantidades de masa de su extremo libre, se irán produciendo distintos alargamientos que serán proporcionales a los pesos de dichas masas.

La relación entre los alargamientos producidos en el resorte y las fuerzas aplicadas, viene dada por la ley de Hooke, a través de la constante de elástica del resorte (k).Para esta experiencia disponemos de un resorte metálico helicoidal, de constante elástica desconocida, un juego de masas con forma de disco, de 10 gramos cada una y un soporte, también de 10 gramos, en el que se colocan las distintas masas. Este soporte se cuelga del extremo libre del resorte. También disponemos de un soporte vertical con base para poder fijar el resorte, y así mismo, una regla graduada con dos marcadores para poder medir los diferentes alargamientos. Al colocar el soporte en el resorte se produce el primer alargamiento, y se coloca en dicha altura el marcador superior de la regla, tomándolo como posición inicial. Las masas se irán incrementando en 10 g y se irán produciendo distintos alargamientos que pueden medirse con el marcador inferior de la regla graduada. El incremento en el peso de las masas es igual al peso de cada masa menos el peso de la masa inicial.

El incremento de alargamiento es igual al alargamiento producido por cada peso de masas menos el alargamiento inicial. Se representan las fuerzas aplicadas en función de los alargamientos producidos , y éstos se pueden ajustar una recta por el método de los mínimos cuadrados. A partir de la pendiente de la recta de ajuste se obtiene la constante elástica del resorte, k, con su error ( = k ).

Considérese dicho esquema en la figura se observa un porta pesa, de masa m, sujeto a la parte final de un resorte helicoidal. El cual a su vez está sujeto a una varilla en la parte superior sea x la distancia de la varilla al porta pesas.

Al agregar una masa, observamos que el sistema queda en equilibrio cuando el resorte se a estirado una longitud = xf – xi, donde xf será la posición final del platillo de porta pesas media del soporte.

k∆x-Mg=0 Donde Fe es la fuerza elástica y w = Mg es el peso del cuerpo. K es la con

Fe ¬+n=0 Contante elástica de el resorte y g es el valor de la aceleración debido a

La gravedad.

Método dinámico:

En este caso la posición de equilibrio se obtiene cuando Fe – m”g = 0. Cuando le aplicamos una fuerza F hacia abajo. Con la mano, la nueva condición de equilibrio está dada por Fe - m”g – F = 0 y el tiempo que realiza la oscilación se conoce como periodo T, y se puede determinar mediante la expresión

T=2π√((m`)/k)

Objetivos

Estudiar el comportamiento de un resorte helicoidal al aplicar una fuerza en uno de sus extremos.

Determinar la constante elástica de un resorte helicoidal.

Materiales

Regla. 1. cronometro

Resorte helicoidal.

Porta pesas.

Juego de

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