Plano Inclinado

Rozamiento por deslizamiento

Bryan David Marín Montoya

William Iván Ibarra Flores

Electrónica en control, Escuela Politécnica del Ejército, Campus Sangolquí

Sangolquí, Ecuador

E-mail: brayjker@hotmali.com

ABSTRACT

The practice of classical elastic forces and work on the plane is intended to see how this theory experimentally. This practice is to find experimentally the spring constant of a spring using Hooke's Law.

Proceed to take measures to study spring undistorted, continue deforming the spring by implementing weights on the weight carriage and taking the same data of the respective strains, which help us to calculate the elastic constant.

In classical mechanics, the work done by a force on a body is equal to the energy needed to move this body, for this practice are with a delta x variable and the second with a constant height.

RESUMEN

La clásica practica de fuerzas elásticas y trabajo en el plano tiene como finalidad comprobar lo dicho en teoría experimentalmente. Con esta práctica se pretende hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte haciendo uso de la Ley de Hooke, mediante los instrumentos del laboratorio.

Procederemos a tomar medidas del resorte a estudiar sin deformación alguna, continuaremos deformando al resorte mediante la implementación de pesas en el porta pesas del mismo así tomando datos de las respectivas deformaciones, que nos ayudaran para el cálculo de la constante elástica.

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo, para realizar esta práctica lo haremos con un delta x variable y el segundo con una altura constante.

OBJETIVO.

Analizar la relación existente entre fuerza y deformación para cuerpos elásticos (Ley de Hooke)

Analizar la elevación y el trabajo a lo largo del plano inclinado (wi).

Identificar la fuerza elástica con otras.

Identicar o comprobar el trabajo de elevación (Wv) y el trabajo a lo largo del plano inclinado (Wi).

Medir la deformación del resorte con diferentes cuerpos.

Medir el trabajo a lo largo del plano inclinado y la diferencia de alturas.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRCA.

Fuerza elástica

Un cuerpo se denomina elástico cuando bajo la acción de fuerzas – dentro de ciertos límites – se deforma, pero al retirar el agente de deformación, el cuerpo regresa a sus condiciones iniciales de forma y tamaño. La fuerza que lleva a restituir al cuerpo a sus condiciones iniciales (naturales), se denomina fuerza elástica, la cual es directamente proporcional a la deformación. La fuerza elástica y la deformación tienen sentidos opuestos.

En dinámica, un modelo frecuente para el análisis de la fuerza elástica lo constituye el resorte

Ley de Hooke

Da cuenta de la relación que existe entre la fuerza que se aplica a un cuerpo y la deformación que en él se produce. Esta ley es válida cuando las deformaciones son pequeñas, deformaciones elásticas, de forma que una vez que se deja de aplicar la fuerza deformadora el cuerpo vuelve a su estado original.

Si tras aplicar la fuerza, el cuerpo no vuelve a su estado original se dice que la deformación es plástica. Ambos tipos de deformaciones son anteriores a la rotura del cuerpo.

Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza externa Fe, que le produce una deformación , el cuerpo responde generando una fuerza interna Fi de misma dirección y de sentido contrario de manera que la suma de fuerzas en el queden equilibradas. Si el modelo de cuerpo que deformamos es un muelle, y la deformación se aplica según el eje del mismo, el carácter vectorial que hemos señalado en las fuerzas sólo nos indica el sentido de las mismas (figura 1)

La relación entre la fuerza externa aplicada y la deformación resultante es lineal para pequeñas deformaciones:

Figura 2:

donde k es la constante elástica del muelle, una medida de la rigidez del muelle, característica de las dimensiones y del material de que está hecho; se denomina también

coeficiente de elasticidad y sus unidades son:

* 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").

Trabajo de una fuerza constante

Considere una partícula que experimenta un desplazamiento s a lo largo de una línea recta mientras actúa sobre ella una fuerza constante F que apunta en la dirección del movimiento. El trabajo efectuado es igual al producto de la fuerza y la magnitud del desplazamiento. Es decir

W = F⋅s (1.1)

En realidad, dado que la fuerza es un vector, el trabajo W efectuado por un agente que ejerce una fuerza constante, véase la figura 1, es igual al producto de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento (F ⋅ cosθ) y la magnitud del desplazamiento (s). Es decir: W=F⋅s⋅cos θ (1.2)

A partir de esta definición vemos que no se hace trabajo cuando se aplica una fuerza sobre un objeto y este no se mueve. Por ejemplo, si una persona empuja un muro de ladrillo, se ejerce una fuerza sobre la pared; pero, si la pared no se mueve, la persona no hace trabajo. Nótese también que el trabajo hecho por una fuerza es cero cuando la misma es perpendicular al desplazamiento. Es decir, si θ = 90°, entonces

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