Ley De Hooke

LEY DE HOOKE

1. OBJETIVOS

La siguiente práctica de laboratorio tiene por objetivos

• Estudiar la determinación de cuerpos elásticos al estar sometidos a ciertos esfuerzos.

• Determinar el coeficiente de restitución de un resorte.

• Efectuar la gráfica de la fuerza ejercida en función de su alargamiento de un resorte. F=f(x).

• Calcular el trabajo realizado por un resorte.

• Manipular correctamente los instrumentos de medición de la siguiente práctica.

2. FUNDAMENTACION

Fundamentar con los elementos teóricos necesarios, para el desarrollo de esta práctica de laboratorio que se detallan a continuación.

 Enunciar y explicar la ley de Hooke

La ley de Hook:

En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que la deformación € de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F:

€ =DL / L =F / AE

Donde DL: alargamiento longitudinal, L: Longitud original, E: módulo de Young o módulo de elasticidad, A sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite de elasticidad.

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton. Ante el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hooke lo publicó en forma de un famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par de años más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la extensión, así la fuerza").

 ¿Qué es la fuerza de resorte?

Se conoce como resorte o muelle a un operador elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es sometido, en la mecánica son conocidos erróneamente como "la muelle" varían así de la región o cultura. Son fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al carbono, acero inoxidable, acero alcromo-silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, entre otros, que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.

Se les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes, productos de uso cotidiano, herramientas especiales o suspensiones de vehículos.

¿Dónde actúa?

Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía. Siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las solicitaciones externas.

¿Cómo se calcula?

La manera más sencilla de analizar un resorte físicamente es mediante su modelo ideal global y bajo la suposición de que éste obedece la Ley de Hooke. Se establece así la ecuación del resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el mismo con el alargamiento/contracción o elongación x producida, del siguiente modo:

, siendo

Llamaremos a la tensión en una sección del muelle situada a una distancia de uno de sus extremos, que consideraremos fijo y que tomaremos como origen de coordenadas, a la constante de un pequeño trozo de muelle de longitud a la misma distancia y al alargamiento de ese pequeño trozo en virtud de la aplicación de la fuerza . Por la ley del muelle completo:

Tomando el límite:

Que por el principio de superposición resulta:

¿Qué es la constante elástica del resorte?

Lo básico de la Ley de Hooke es que en materiales elásticos la elongación que estos sufren bajo la acción de un esfuerzo

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