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Impresion 1 Informe 1

Informe Fisica 2 Lab

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“Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica”

Informe: N°1 Ley de Hooke Curso: Laboratorio de Física II

Fecha de Realización: 13 Setiembre del 2012 Fecha de Entrega: 20 Setiembre del 2012 Estudiantes: Ureta Gutiérrez, Alejandro 20120113A Cutipa Ramírez, Santos  Sulca Huamán, Gustavo Sign up to vote on this title 

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Objetivos: 

Determinar experimentalmente si un cuerpo es elástico o no.



Encontrar de manera experimental la relación entre el esfuerzo la deformación unitaria bajo condiciones de elasticidad.



Hallar el módulo de Young del material elástico.



Comprobar experimentalmente la Ley de Hooke.

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Fundamento Teórico: Sheet Music

Por la experiencia, sabemos que los sólidos se deforman al se sometidos a fuerzas que pueden alargarlo, doblarlo, comprimirlo incluso cortarlo; además, que dicha deformación depende del material a que se aplican las fuerzas y estas mismas. En esta ocasión no enfocaremos en la deformación de un resorte y una liga de jebe tratand de hallar una relación entre el esfuerzo y la deformación unitaria. Per antes de eso, necesitamos tener claro algunos conceptos:

Elasticidad: Es la propiedad que tienen algunos cuerpos de deformars al actuar fuerzas sobre este y recuperar su forma original al cesar esta fuerzas.

Plasticidad: Se refiere a los cuerpos que no recuperan su forma origina cuando cesan las fuerzas que actúan sobre este.

Esfuerzo (σ): Nos indica que tan intensa es una fuerza deformadora. E

la relación entre fuerza deformadora y el área de la sección transversal.

 =  You're Reading a Preview F

A

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Deformación Unitaria (ε): Es la razón entre variación en su longitud, Withsuperficie Free Trial o volumen superficie o volumen yDownload su longitud, respectivamente. En el caso de una deformación longitudinal:

 = ∆ L

F

?L

F

LEY DE HOOKE




Dice que todo cuerpo bajo la acción deuna fuerza seuseful deforma y est Useful  Not deformación es proporcional a la fuerza que se aplica dentro de intervalo en el que el cuerpo se comporta elásticamente. Esto quier

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elásticamente. Fuera de este límite elástico, el cuerpo quedará deformado por las fuerzas que actúen sobre este (no recuperará su forma original).

Módulo de Young (Y ) De acuerdo a lo anterior, se tiene que el Esfuerzo y la Deformación Unitaria son directamente proporcionales:

 ..   = 

Donde k es una constante para dicho sólido y se conoce como el Módu de Young :

 =  Por lo que la ley de Hooke también se puede expresar como:

 = . You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.



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Equipo Utilizado: Sheet Music



Un resorte



Una liga de jebe



Cuatro pesas



Una regla métrica

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

Un vernier

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Un soporte universal

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Sheet Music

1) Mida la masa del resorte, de la liga de jebe y de las pesas.

2) Mida también la longitud natural y diámetro de la secció transversal del resorte.

3) Suspenda el resorte por uno de sus extremos y mida la nuev longitud y sección transversal. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.


4) Colocar una masa en su extremo libre y medir la nueva longitu del resorte y la sección transversal del resorte estirado aproximadamente en la parte media del resorte.


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Cálculos y Resultados

Con los datos obtenidos podemos calcular la deformación y el esfuerzo:

Resorte: La longitud inicial del resorte: Carga

Masa (kg)

Peso (N)

Longitud (m)

1

±0.00005

±0.0005

2

±0.00005

3

 = (0.199± 0.0005) Elongación (m)

Deformación

±0.0005

Área transversal (m2) ±0.0017

±0.001

±0.006

±0.0005

±0.0005

±0.0017

±0.001

±0.0066

±0.00005

±0.0005

±0.0005

±0.0017

±0.001

±0.0081

4

±0.00005

±0.0005

±0.0005

±0.0017

±0.001

±0.011

5

±0.00005

±0.0005

±0.0005

±0.0017

±0.001

±0.011

Peso (N)

You're Reading a Preview 12


y = 54.945x + 1.7279

10


8 6

Peso (N)

4

Linear (Peso (N))

2 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2


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Esfuerzo (Pa)

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Se puede ver una relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria, por lo que podemos calcular el módulo de Young. Del gráfico s tiene aproximadamente que σ=167720ε, donde dicha constante es el

módulo de Young

Y=167720Pa. Para calcular el trabajo realizado para producir la deformación en el resorte hasta su tercera carga, necesitamos calcular el área bajo la curva de la gráfica Peso vs Elongación por integración:

.8  = ∫ (54.945 + 1.7279)  = [27.4725 + 1.7279]. 8

 = 2.706

W=2.706

Liga o Jebe:


 = (0.372 ± 0.0005)

Longitud inicial de la liga:  Download With Trial . 10 ⁻6 A0Free = (106.9 Área Transversal inicial de la liga: Carga/ Descar ga

Masa (kg)

Peso (N)

Longitud (m)

1

0.315 ± 0.00005 0.991 ± 0.00005 1.256 ± 0.00005 2.5075 ± 0.00005 2.8225 ± 0.00005

3.610 ± 0.0005 9.751 ± 0.0005 12.841 ± 0.0005 25.119 ± 0.0005 28.209 ± 0.0005

0.452 ± 0.0005 0.640 ± 0.0005 0.750 ± 0.0005 1.195 ± 0.0005 1.282 ± 0.0005

2 3 4 5

± ) m

2

Área Elongación Deformación transversal (m) ( ) ⁻ 6 2 (.10 m ) 92.5 ± 0.080 ± 0.215 ± 0.00559 0.001 0.006 79.2 ± 0.268 ± 0.720 ± 0.00540 0.001 0.0066 71.3 ± 0.378 ± 1.016 ±  to vote on this0.00809 title 0.00461 Sign up0.001 51.3 ±  Useful 0.823 ± Not useful 2.212 ± 0.00388 0.001 0.011 48.7 ± 0.910 ± 2.446 ± 0.00388 0.001 0.011

∆

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Con dichos resultados podemos obtener las siguientes tablas:

60 50 o z r e 40 u f s E

30

esfuerzo

20 10 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7 Deformacion


Esfuerzo de fluencia Download With Free Trial Indicación del esfuerzo máximo que se puede desarrollar en un materia sin causar una deformación plástica. Es el esfuerzo en el que un materi exhibe una deformación permanente especificada y es una aproximació práctica de límite elástico.

Módulo de elasticidad Los módulos de elasticidad representan el grado de rigidez de u material y es el resultado de dividir Sign su up esfuerzo unitario  entre s to vote on this title deformación unitaria correspondiente. Se clasifican en:  Useful  Not useful  Módulo Volumétrico: Un fluido aplica una fuerza sobre u material, esa presión hace que el material tienda a comprimirs

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mismos. A estos cuerpos se le aplica una fuerza lineal y a vece de torsión, la oposición a esta fuerza depende de cada material.

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CONCLUSIONES 

Como el resorte recuperó su forma original, se dice que es un cuerp elástico.



La liga de jebe, por el contrario, no volvió a su forma inicial, por lo que n presenta elasticidad. Que es lo mismo a decir que es un cuerpo plástico



Si las fuerzas sobre un cuerpo son demasiado grandes y llegan traspasar el límite elástico, el sólido dejará de comportarse como u cuerpo elástico y pasará a ser un cuerpo plástico.



Al observar una recta que pasa cerca al origen de coordenadas en gráfica Fuerza vs Elongación del Resorte, se deduce que la fuerz elástica de este es directamente proporcional a la elongación del mismo You're Reading a Preview





Unlock full access with a free trial. Como la Fuerza es D.P. a la Elongación del Resorte, se tiene que F=k Si el cuerpo fuese más rígido, k aumentaría; por lo k es llamada Download With Free Trial Constante de rigidez y depende de las propiedades elásticas del cuerpo

También se pudo observar una recta en la gráfica Esfuerzo v Deformación del Resorte que pasa cerca al origen; esto significa que e Esfuerzo aplicado es directamente proporcional a la Deformació Unitaria. Sign up to vote on this title



Not useful  Useful sepuede el Esfuerzo es D.P. a la Deformación, denotar de l siguiente manera: σ=Y.ε; donde Y es una constante de proporcionalida Y es propia para cada material y es llamada el Módulo de Young

 Como

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BIBLIOGRAFÍA:

  

FÍSICA UNIVERSITARIA VOLUMEN I, Sears, Zemansky, Young Fredman, Pearson FÍSICA VOLUMEN I, Tipler , Mosca, Reverte Física 2 / Hugo Medina.




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Índice 

Carátula

Pág. 1



Objetivos

Pág. 2



Fundamento Teórico

Pág. 3



Equipo Utilizado

Pág. 5



Procedimiento Experimental

Pág. 6



Cálculos y resultados

Pág. 7



Conclusiones

You're Reading a Preview

Pág. 10




Bibliografía

Pág. 11



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