Ley de hooke 1. TEORÍA RELACIONADA
Enviado por Rafael Escobar • 6 de Febrero de 2018 • Informes • 1.249 Palabras (5 Páginas) • 201 Visitas
LEY DE HOOKE
J. Castellar, R. Escobar, J Quintero, M. Padilla, S. Mestra, G. De león
Departamento de ing. Mecánica.
Universidad de Córdoba, Montería
Resumen
Estudiaremos experimentalmente la Ley De Hooke, la cual establece que el alargamiento de un muelle (resorte) es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle y que si al aplicar fuerza deformamos permanente el muelle decimos que ha alcanzado su límite de elasticidad. Procederemos a medir la deformación de un resorte en función de la fuerza aplicada tomando varios datos. Usando los datos obtenidos verificaremos experimentalmente la validez de la Ley De Hooke y determinaremos la constante K de los resortes helicoidales. El conocimiento y entendimiento de este fenómeno físico es de gran importancia debido a que es algo muy natural que vemos a diario y talvez no entendemos el concepto físico que actúa sobre dicho hecho cotidiano y lo importante que este es.
1. TEORÍA RELACIONADA
Cuando una fuerza externa actúa sobre un material, causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. La fuerza de reacción del resorte es contraria en dirección e igual en magnitud la que ejerce la fuerza deformadora.
[pic 1]
No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la Ley De Hooke ya no es válida
[pic 2]
Figura 1. Deformación de un resorte
[pic 3]
Dónde: 𝛥𝑥=(𝑥𝑓−𝑥0) (3) es el cambio de la longitud del resorte de constante K al aplicar una fuerza F.
Una constante elástica es cada uno de los parámetros físicamente medibles que caracterizan el comportamiento elástico de un sólido deformable elástico.
El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad. El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. La energía disipada como calor de un material en un ciclo de ensayo dinámico se le llama histéresis elástica esta energía dividida por la energía de deformación es igual a la capacidad de amortiguación.
La reacción que ejerce el resorte sobre la fuerza deformadora es contraria en dirección, pero de igual magnitud a la que esta le ejerce.
2. PROCEDIMIENTO
Realizando el montaje de la Figura 2, procedemos a medir la deformación de los resortes y la banda elástica en función del peso aplicado al resorte.
[pic 4]
Figura 1. Montaje utilizado para ley de Hooke.
Las medidas obtenidas, para cada uno de los resortes y la banda elástica se registran en las siguientes tablas:
3. RESULTADOS
Tomando [pic 5]
masa(g) | ∆x(cm) |
0 | 0±0,1 |
10 | 3±0,1 |
20 | 6,8±0,1 |
30 | 9,3±0,1 |
40 | 12,3±0,1 |
50 | 15,5±0,1 |
60 | 18,5±0,1 |
70 | 22±0,1 |
Tabla 1. Datos obtenidos para resorte grueso.
Tomando [pic 6]
masa(g) | ∆x(cm) |
0 | 0 |
20 | 2,2±0,1 |
40 | 5,3±0,1 |
60 | 8,7±0,1 |
80 | 12,2±0,1 |
100 | 15,7±0,1 |
120 | 19,2±0,1 |
140 | 22,7±0,1 |
Tabla 2. Datos obtenidos para el resorte delgado
Tomando [pic 7]
masa(g) | ∆x(cm) |
0 | 0±0,1 |
50 | 2,2±0,1 |
100 | 5,8±0,1 |
150 | 11,1±0,1 |
200 | 19,3±0,1 |
250 | 29,3±0,1 |
300 | 41±0,1 |
Tabla 3. Datos obtenidos para la banda elástica
Los datos obtenidos para los resortes en serie y paralelo se muestran en las siguientes tablas:
Tomando [pic 8]
masa(g) | ∆x(cm) |
0 | 0 |
10 | 4,3±0,1 |
20 | 8,3±0,1 |
30 | 14,2±0,1 |
40 | 19±0,1 |
50 | 25±0,1 |
60 | 29,7±0,1 |
70 | 34±0,1 |
Tabla 4. Datos obtenidos para los resortes en serie
Tomando [pic 9]
masa(g) | ∆x(cm) |
0 | 0 |
10 | 0,5 |
20 | 1,2 |
30 | 2 |
40 | 3 |
50 | 4,1 |
60 | 5,2 |
70 | 6,4 |
Tabla 5. Datos obtenidos para los resortes en paralelo
Tomando los datos de las tablas 1, 2, 3,4 y 5 para graficar la fuerza peso en función de la deformación en metros para cada resorte.
peso(N) | deformación(m) |
0 | 0 |
0,098 | 0,03 |
0,196 | 0,068 |
0,294 | 0,093 |
0,392 | 0,123 |
0,49 | 0,155 |
0,588 | 0,185 |
0,686 | 0,22 |
Tabla 6. Peso y deformación para el resorte grueso.
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