“Año de la Diversifcación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
UNIVERIDAD !"N#INEN#A$
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LEY DE HOOKE
ASIGNATURA: Física I ALUM ALUMNO NO : Flores Romanì Sol DOCENTE
: Molina Roberto
SECCIN: AI !"#"
&UAN!A'" ( )*+,
FII!A I )*+,-*
LABORATORIO N° 4 LEY DE HOOKE I. OBJETIVOS •
Verificar experimentalmente la ley de Hooke.
•
Determinar la constante de elasticidad de un resorte aplicando dicha ley.
II. FUNDAMENTO TEORICO Si estiramos una bandita elástica, doblamos un fleje de acero o comprimimos un resorte con nuestras manos, sentiremos en cada uno de los casos una fuerza oponiéndose a nuestro moimiento, tanto mayor cuanto más !rande sea la deformaci"n proocada sobre el cuerpo, más, si insistimos en la compresi"n o estiramiento se!#n sea el caso, las fuerzas con las $ue el cuerpo se opone resultarán encidas y la deformaci"n %o rotura& será permanente. '$uellos cuerpos $ue manifiestan este tipo de fuerzas, se denominan cuerpos e!s"#cos, y su comportamiento obedece a la llamada e$ %e Hoo&e. Supon!amos $ue lo $ue tenemos es un resorte sujeto por uno de sus extremos, y tiramos por el otro cada ez con más fuerza( en oposici"n a nuestra fuerza ), aparecerá otra )* en sentido opuesto, ejercida por el resorte y llamada 'uer() e!s"#c) recuper)%or) . +sta fuerza, propia del cuerpo, tiende a conserar la forma ori!inal( y e$uilibrará a ) oponiéndose al estiramiento.
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Si aumentamos el alor de ) en el mismo sentido en $ue la estamos aplicando, el resorte se estirará un x, el alor de )* aumentará en consecuencia y se lle!ará a una nuea posici"n de e$uilibrio. Se puede comprobar experimentalmente $ue, dentro de los l-mites elásticos del resorte, los alores de las fuerzas elásticas recuperadoras son directamente proporcionales a los estiramientos x. +xpresado más ri!urosamente
F=-k x (
siendo k una constante
propia de cada cuerpo a la $ue llamamos co*s")*"e %e
e)s"#c#%)%. Supon!amos $ue estiramos el resorte deformándolo una lon!itud x/ y nos detenemos all-. 0biamente, para esa situaci"n de e$uilibrio la fuerza elástica recuperadora será i!ual en m"dulo y direcci"n $ue la $ue nosotros realizamos. Si en esa situaci"n podemos medir la fuerza hecha, conoceremos el alor de la fuerza elástica producida en esa situaci"n. 1epitiendo esto para distintos estiramientos y !raficamos f 2 f%x& la funci"n obtenida será directa, y la pendiente de esta recta estará dada por la constante de elasticidad k . Verificaremos esto experimentalmente estirando un resorte y midiendo las fuerzas junto con las deformaciones.
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III. MATERIAL DIDACTICO+ 3ara el desarrollo del tema, los alumnos utilizaran lo si!uiente
,.- I*s"rue*"os $/o e0u#pos • •
4plorer 564 Sensor )uerza
3S78/9:
,.1 M)"er#)es • • •
1esorte de expansi"n. ;ase
IV. TECNICA
O2ERATORIA
/
2ROCEDIMIENTO
/
RECOLECCION DE DATOS / RESULTADOS /7 +ncontrará en su mesa de trabajo un e$uipo 564 conectado a un sensor de fuerza, un resorte de expansi"n y una cinta métrica. 3roceda entonces a sujetar uno de los extremos del resorte al soporte fijo a la mesa, en!anchando del otro extremo el pit"n abierto enroscado al 564. 3odrá tirar lue!o del sensor tal y como se muestra en la foto!raf-a
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87 3rocederemos ahora a confi!urar el 564 para tomar los alores uno a uno. >7 ?ediante sucesios estiramientos del resorte obten!a un total de diez alores en el !ráfico. :7 =onstruir una tabla con columnas $ue indi$ue la fuerza y la deformaci"n. lectura
)uerza %en
Deformaci"n x 2 x f 7
neAton& 9.9
/
xo %en cm& 9
9.9 8
9.@
/.:
9.C
>.>
/.9
@
/.8
.E
/.@
E.@
/.B > :.9 : .9 @ E.9
/9.9 =onstruir el !rafico con la informaci"n proe-da.
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@7 @7
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7
Determinar
la
pendiente experimentalmente y la constante de elasticidad del resorte. FanG2/.:9.@ 28.E9 Im Iota 3ara el informe, se debe utilizar el softAare Data Studio para la construcci"n del !ráfico, en ese caso se solicita efectuar la re!resi"n lineal y adjuntar la ecuaci"n de la recta.
V. CUESTIONARIO DE A2LICACI3N -.
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masa
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8. Dos resortes idénticos con constante de elasticidad k 2 @9 Im soportan un peso de @,9 I como se muestra. Determine la deformaci"n en el resorte '.
>. 3ara un resorte elástico ideal se le aplica una fuerza de C@ I y el resorte se deformo > cm. =alcular a& 6a constante elástica del resorte en Icm. b& JLué deformaci"n prooca en el resorte una fuerza de :99 IK :. 3ara un resorte $ue si!ue al ley de Hooke y $ue presenta como constante elástica el alor de /B,8 Icm se le cuel!a un objeto $ue causa una deformaci"n de @E,E cm J=uál es la masa del objeto col!anteK
@. Se cuel!a una masa de medio k! de un resorte y se obsera $ue el resorte se estira /9 cm. =alcule a& 6a constante elástica del resorte. b& 6a fuerza $ue se ejerce si se tira del resorte y se alar!a >@ cm.
. JLué fuerza se debe ejercer sobre un resorte de constante de elasticidad 8:9 Im para deformarlo : cmK
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C. 6a constante de elasticidad de un resorte es >: Im y de él se suspende una masa de /: k!. Determine la deformaci"n del resorte.
E.
VI. RESOLUCI3N
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VII.
BIBLORAFIA+
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'6V'1+I5', ;eatriz
N)OSO=' 5+I+1'6P +dit. Harla, ?éxico
D.). /BE/ Q1<56'Q Q, H y ?001+ R.
N?'F+?FO='S
'36O='D'S
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=O+I=O' T F+=I0605U'P, 6ibros ?c5raA Hill. =olombia /BC8 ?+OI+1S, N6';01'F01T 3HTSO=SP. Rohn Wiley X Sons I.T. S+1W'T, 1.'. N)OSO='P +dit Onteramericana, ?éxico D.). /BE@ WO6S0I, R.D. N)OSO=' =0I '36O='=O0I+SP +dit. Onteramericana, ?éxico D.). /BE:
VIII. •
•
5EBRAFIA+ httpAebphysics.daidson.eduappletsanimator:demoYhook.html 'nimaci"n acerca de la 6ey de Hooke %en in!lés&. httpAAA.mhhe.comphyssciphysicaljonesol/:7/.htm Simulaci"n interactia $ue muestra el comportamiento de un resorte sometido a
•
deformaciones %en in!lés&. httpticat.ua.esDaid7HarrisonindexYspa.html 3á!ina en espaZol $ue contiene diersas simulaciones referidas a temas de f-sica,
•
entre ellas hay una sencilla $ue ilustra la 6ey de Hooke. httpAAA.fisicarecreatia.com!uiashooke.pdf[search2\88ley \89de\89hooke\88 'punte en formato pdf con explicaciones sobre un trabajo práctico aplicando la 6ey de Hooke %en castellano&.
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