LABORATORIO DE FISICA LEY DE HOOKE
Enviado por Javier_Paz • 22 de Mayo de 2016 • Tareas • 1.227 Palabras (5 Páginas) • 518 Visitas
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LABORATORIO DE FISICA
LEY DE HOOKE
Nombre Completo
Sección:_________
Grupo:
2016
OBJETIVO.
El laboratorio de física sobre la Ley de Hooke está orientado al aprendizaje de la metodología de trabajo experimental y el tratamiento de los datos mediante la realización de prácticas sencillas que confirman aspectos fenomenológicos básicos de la naturaleza de la Ley de Hooke.
FUNDAMENTO TEORICO
Definimos como cuerpo elástico aquel que recobra su tamaño y su forma originales cuando deja de actuar sobre él una fuerza deformante. Las bandas de hule, las pelotas de basquetbol, los trampolines, las camas elásticas, las pelotas de futbol y los resortes son ejemplos comunes de cuerpos elásticos. La masilla, la pasta y la arcilla son ejemplos de cuerpos inelásticos. Para todos los cuerpos elásticos, conviene establecer relaciones de causa y efecto entre la deformación y las fuerzas deformantes.
Robert Hooke fue el primero en establecer esta relación por medio de la invención de un volante de resorte par reloj. En términos generales, Hooke descubrió que cuando una fuerza F actúa sobre un resorte, produce en él un alargamiento s que es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza. La ley de Hooke se representa como F = ks.
La constante de proporcionalidad k varía mucho de acuerdo con el tipo de material y recibe el nombre de constante del resorte. La constante del resorte es K = F/ s
La ley de Hooke no se limita al caso de los resortes en espiral; de hecho, se aplica a la deformación de todos los cuerpos elásticos. Para que la ley se pueda aplicar de un modo más general, es conveniente definir los términos esfuerzo y deformación. El esfuerzo se refiere a la causa de una deformación elástica, mientras que la deformación, se refiere a su efecto, en otras palabras, a la deformación en sí misma.
Existen tres tipos comunes de esfuerzos y sus correspondientes deformaciones. Un esfuerzo de tensión se presenta cuando fuerzas iguales y opuestas se apartan entre sí. En un esfuerzo de compresión las fuerzas son iguales y opuestas y se acercan entre sí. Un esfuerzo cortante ocurre cuando fuerzas iguales y opuestas no tienen la misma línea de acción.
La eficacia de cualquier fuerza que produce un esfuerzo depende en gran medida del área sobre la que se distribuye la fuerza. Por esta razón, una definición más completa de esfuerzo se puede enunciar en la siguiente forma:
Esfuerzo es la razón de una fuerza aplicada entre el área sobre la que actúa, por ejemplo, newton por metro cuadrado o libras por pie cuadrado.
El termino deformación representa el efecto de un esfuerzo dado. La definición general de deformación es la siguiente:
Deformación es el cambio relativo en las dimensiones o en la forma de un cuerpo como resultado de la aplicación de un esfuerzo.
En el caso de un esfuerzo de tensión o de compresión, la deformación puede considerarse como un cambio en la longitud por unidad de longitud. Un esfuerzo cortante, por otra parte, puede alterar únicamente la forma de un cuerpo sin cambiar sus dimensiones. Generalmente el esfuerzo cortante se mide en términos de un desplazamiento angular.
El límite elástico es el esfuerzo máximo que puede sufrir un cuerpo sin que la deformación sea permanente. Por ejemplo un cable de aluminio cuya sección transversal es de 1 in2 se deforma permanentemente si se le aplica un esfuerzo de tensión mayor de 19000 lb. Esto no significa que el cable de aluminio se romperá en ese punto, sino únicamente que el cable no recuperara su tamaño original. En realidad, se puede incrementar la tensión hasta casi 21000 lb antes de que el cable se rompa. Esta propiedad de los metales les permite ser convertidos en alambres de secciones transversales más pequeñas. El mayor esfuerzo al que se puede someter un alambre sin que se rompa recibe el nombre de límite de rotura.
Si no se excede el límite elástico de un material, podemos aplicar la ley de Hooke a cualquier deformación elástica. Dentro de los límites para un material dado, se ha comprobado experimentalmente que la relación de un esfuerzo determinado entre la deformación que produce es una constante. En otras palabras, el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación. La ley de Hooke establece:
Siempre que no se exceda el límite elástico, una deformación elástica es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada por unidad de área (esfuerzo).
Si llamamos a la constante de proporcionalidad el módulo de elasticidad, podemos escribir la ley de Hooke en su forma más general:
Módulo de elasticidad = esfuerzo / deformación.
PROCEDIMIENTOS
Escuche atentamente las explicaciones del profesor.
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- Montar el equipo de acuerdo con la imagen.
- Mida la longitud inicial del resorte Lo. Anote el valor obtenido en la tabla.
- Ponga una pesa de 0.50 N en la extremidad del resorte. Mida la longitud final del resorte. Anote el valor obtenido en la tabla.
- Calcule la deformación sufrida por el resorte
(Δ L = Lf - Lo).
- Retire la pesa de 0.50 N y verifique si el resorte vuelve a la posición inicial.
- Añada nuevas pesas y repita los pasos completando la tabla.
F(N) | Lo(m) | Lf(m) | ΔL(m) | F/ΔL | Media | |
1 | 0.50 | |||||
2 | 1.00 | |||||
3 | 1.50 | |||||
4 | 2.00 |
- Calcule el valor de F/ ΔL para cada situación.
- Calcule el valor medio de F/ΔL
- Construya el grafico de F en función de ΔL, utilice papel milimetrado.
CONCLUSIONES
1. Determine la pendiente de la recta.
2. Determine la ordenada al origen.
3. ¿Cuál es el significado físico de la pendiente de la recta?
4. ¿Qué sucedió con los valores de ΔL? ¿La medida de F aumento?
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