Ley De Hooke

UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIO´ N

FACULTAD DE CIENCIAS B ASICAS

DEPARTAMENTO DE FISICA

Física Experimental

Estudiante: Javiera Otárola

Análisis resortes en serie y paralelo

Se analizan los datos de un experimento en el cual se midió el alargamiento de dos resortes a medida que se le colocaban distintos pesos, ubicándolos en serie y en paralelo.

Las tablas de datos obtenidas son las siguientes:

Paralelo

Peso (N) Alargamiento(m)

0 0

0,2 6,92E-03

0,4 0,014

0,6 0,021

0,8 0,028

1 0,035

1,2 0,042

1,4 0,048

1,6 0,055

1,8 0,062

2 0,069

2,2 0,076

2,4 0,083

Serie

Peso (N) Alargamiento(m)

0 0

0,2 0,028

0,4 0,056

0,6 0,084

0,8 0,112

1 0,14

1,2 0,168

1,4 0,196

1,6 0,223

1,8 0,251

2 0,279

2,2 0,307

2,4 0,335

Resorte 1

Peso (N) Alargamiento(m)

0 0

0,2 0,015

0,4 0,03

0,6 0,046

0,8 0,061

1 0,076

1,2 0,091

1,4 0,106

1,6 0,122

1,8 0,137

2 0,152

2,2 0,167

2,4 0,182

Resorte 2

Peso (N) Alargamiento(m)

0 0

0,2 0,013

0,4 0,025

0,6 0,038

0,8 0,05

1 0,063

1,2 0,076

1,4 0,088

1,6 0,101

1,8 0,113

2 0,126

2,2 0,139

2,4 0,151

Con estos datos se obtienen 4 gráficos distintos:

Análisis del gráfico:

*En el gráfico se muestra que el resorte 1 se alarga más que el resorte 2, por lo que se puede decir que el primero se deforma más rápido (necesita menor fuerza para deformarse) que el segundo.

*Se observa también que la recta de los resortes en serie se eleva mucho más que en los otros dos casos, por lo tanto cuando están en serie necesitan menos fuerza para deformarse que cuando están cada uno por sí sólo.

*Comparando ahora, la recta de los resortes en paralelo con cada uno de los resortes por separado, se puede inferir que en paralelo los resortes presentan más resistencia a deformarse.

*por último si se compara el comportamiento de los resortes en serie y en paralelo se puede observar que los resortes en serie necesitan mucha menos fuerza para deformarse que los resortes en paralelo, por lo que el segundo circuito es mucho mejor para soportar grandes pesos.

La resistencia a la fuerza aplicada, o, la cantidad se fuerza que se necesita para deformar un resorte se mide por la constante se restitución de estos, la cual se obtiene de la siguiente manera:

se obtiene el ajuste lineal de cada recta y con esto la ecuación de la misma:

Paralelo Serie Resorte1 Resorte2

y = 0.0344x + 0.0002 y = 0.1395x + 0.0003 y = 0.076x - 8E-17 y = 0.063x + 5E-05

Estas ecuaciones corresponden a la forma y = mx +b

donde m=pendiente y m=1/k (k=constante de restitución)

Por lo tanto para obtener la constante k de cada ecuación se debe sacar 1/m = K

De esta forma se obtienen los siguientes resultados:

k (Paralelo) k (Serie) k (Resorte 1) k (Resorte 2)

29.06976744 7.168458781 13.15789474 15.87301587

Ya con estos datos podemos comprobar la veracidad de los cálculos con las fórmulas de k equivalente en serie y paralelo las cuales son:

Paralelo: la suma de k, de cada resorte, es equivalente al k del circuito en paralelo

(k1 + k2 + k3+…+kn

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