Ley de Hooke

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INDICE

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LEY DE HOOKE

Margarita López P., Victor Maximiliano P., Isaias Mendoza D., Wendy Meza De La Cruz., Nyger Moreno A., Karen Murrienta C., Kimberling Nuñez B., Mirelle Paitan B, Dante Peralta R., María Quispe C.

Universidad Tecnológica del Perú.

1. Resumen:
   

1. Con este informe se busca comprobar experimentalmente la ley de hooke y así poder examinar la ley de
2. conservación de la energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa
3. suspendida del resorte a cierta altura
4. Con este informe se busca comprobar experimentalmente la ley de hooke y así poder examinar la ley de
5. conservación de la energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa
6. suspendida del resorte a cierta altura
7. Con este informe se busca comprobar experimentalmente la ley de hooke y así poder examinar la ley de
8. conservación de la energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa
9. suspendida del resorte a cierta altura

Con este informe se busca comprobar teórica y experimentalmente la ley de Hooke y así poder examinar la ley de conservación de la energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa suspendida del resorte a cierta altura. Teóricamente la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece siempre y cuando no sobrepase el límite de elasticidad, que el alargamiento unitario que experimenta un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo. Actualmente, podemos encontrar instrumentos al alcance de muestras manos que nos permiten calcular estos experimentos con mayor exactitud lo cual nos permite tener un margen menor de error. En el experimento que realizaremos haremos uso de materiales sofisticados como: un palo de escoba, dos sillas como soporte para el palo, un resorte, entre otros que nos permitirá la obtención de datos para hallar la constante de elasticidad.

Palabras claves:

Constante de elasticidad, deformación, fuerza y limite elástico.

1. Introducción:

MCon este informe se busca comprobar experimentalmente la ley de hooke y así poder examinar la ley de

conservación de la energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa

suspendida del resorte a cierta altura; donde a medida que se realiza el laboratorio se va Verificando

experimentalmente la validez de la ley de Hooke de la siguiente manera: F = -k∆x   (1) Donde ∆x es el

cambio   en   la   longitud   del   resorte  de   constante  elástica   (k)   al   aplicarle   una   fuerza   F.   aparte   se  va

Determinar la constante de elasticidad de resortes helicoidales.

Con lo anterior se puede afirmar que según la física, la ley de hooke o también conocida como ley de

elasticidad   de   hooke,   esta   originalmente   formulada   así   para   los   diferentes   casos   de   estiramiento

longitudinal,   esta   también   establece   que   la   deformación  ε   de   un   material   elástico   es   directamente

proporcional a la fuerza aplicada F.

E*∆L/Lo = F/A

Dónde:  ΔL:   Alargamiento   longitudinal   -   Lo:   Longitud   original   -  E:   Módulo   de   Young   o   módulo

de elasticidad, - A: Sección transversal de la pieza estirad

Para poder profundizar en el tema de la elasticidad y deformación de los objetos cuando actúan fuerzas sobre ellas, es necesario tener en cuenta que, la vida cotidiana está llena de fuerzas de contacto como por ejemplo cuerdas, resortes, objetos apoyados en superficies, estructuras, etc. En todos los cuerpos sólidos existen fuerzas contrarias de atracción y repulsión, pero entre las propiedades más importantes de los materiales están sus características elásticas. En el siglo XVII, el físico Robert Hooke se encontraba estudiando la elasticidad, como ésta funcionaba en los resortes y otros materiales elásticos. En el transcurso el observo el comportamiento de la deformación y el esfuerzo que eran aplicados en los materiales que el utilizaba.

También se observó como en estos fenómenos aplicados sobre los materiales tenían una relación directamente proporcional con la extensión de este, además de que todos los tipos de material existentes tienen un límite de elasticidad el cual también influye dentro de la relación.

La ley de Hooke, que originalmente esta formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F, siempre y cuando el material elástico no se deforme permanentemente. Esta ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico. La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde la fuerza (F = -k ∆x, donde ∆x es el cambio   en   la   longitud   del   resorte de   constante elástica (k) al   aplicarle   una   fuerza   F) ejercida sobre el resorte con la elongación o alargamiento producido. En este trabajo se utilizará esos fundamentos para comprobar de forma experimental la Ley de Hooke en un resorte.

1. Objetivos:

Objetivos generales:

• Comprobar de forma experimental la ley de Hooke en un resorte.
• Visualizar de forma gráfica la variación de resultados en base a diferentes datos.

Objetivos específicos:

• Determinar la fuerza aplicada a un resorte.
• Determinar la distancia en la que el resorte se estira.
• Determinar la constante de elasticidad de un resorte.
• Lograr explicar el máximo peso posible que dicho tipo de resorte puede aguantar.

1. Alcances:

• Buscamos lograr la comprensión y demostración de la Ley de Hooke en base de un experimento casero y también, probar que existen diversas formas de mostrar los fenómenos que nos explica la Física.
• Recomendamos que al momento de hacer el experimento no exageren con las masas ya que si lograr pasar el punto de deformación este no podrá volver a su longitud inicial.

Limitaciones:

• Debido a la situación que atravesamos, optamos por reunirnos por la plataforma ZOOM.
• En las reuniones el máximo de participantes era de 7 personas por motivos de nuestros horarios.
• Recalco que toda decisión tomada era informada al grupo de WhatsApp que tenemos, al igual que por ese medio dábamos nuestros aportes adicionales.

1. Metodología:

Para el diseño de nuestro proyecto de la Ley de Hooke utilizamos los siguientes materiales:

Convirtiendo a las unidades al sistema internacional:

1. Construcción de una muestra experimental de “La ley de Hooke”:

• Para el experimento que realizaremos tenemos 4 objetos, los cuales tienen distinta masa, mediremos la longitud que tiene nuestro resorte cuando no tiene una fuerza que lo afecte y posteriormente, vamos a lograr percibir cómo se comporta el resorte con cada uno de estos.

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• Comenzamos uniendo el resorte de 4 cm con un clip de acero galvanizado, esto nos permitirá colocar los distintos objetos. Continuando, unimos el resorte al gancho de apoyo.

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• Luego se procedió con la medición, en este caso tenemos un candado pequeño que presenta una masa de 110 gramos y el resorte. Como vemos en la imagen tenemos al candado y pusimos este como peso en el resorte notando que se genera una deformación.

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