DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA ACADEMIA DE MECÁNICA LABORATORIO DE ESTÁTICA PRACTICA 2 “Determine la Constante de Riide! de "n Resorte# PRO$ESOR%
INTEGRANTES% Espino Galvan Jesús Eduardo Espinoza Arzola Ricardo Estrada Páez Eder Roberto López Alviter Diego
GR&PO% 3IG
$EC'A DE ENTREGA% !ienes "3 #ebrero $%"&
() OB*ETI+O Deter'inar la constante de rigidez de 3 resortes di(erentes aplicando di(erentes cargas)
2) INTROD&CCI,N uc*as aplicaciones de 'a+uinas 'ecanis'os, dispositivos - utensilios de uso cotidiano, para su (unciona'iento re+uieren de la (uerza de un resorte, por ese 'otivo es indispensable calcular la (uerza +ue presenta un resorte cuando se aplica una de(or'ación)
# . k x En donde / # representa la (uerza sobre el resorte) K es la constante de rigidez del resorte) x es la de(or'ación del resorte
-) E.&IPO EMPLEADO ") $) 3) 5) &) :) <)
0n dina'ó'etros de "$ 1g) 2se te proporciona 4res resortes usados 2+ue los puedas estirar con la 'anos sin 'uc*o es(uerzo 0na 'adera de per(ocel 5% c') 6 5% c') Juego de geo'etr7a co'pleto) 8inco tornillos con rondanas planas de 39":; 6 ")&; de largo cabeza de gota) 8alculadora) 8olores de 'adera)
/) PROCEDIMIENTO E0PERIMENTAL a b c d e ( g *
ide la longitud inicial del resorte) 8oloca los tornillos en la (or'a co'o te indi+ue el pro(esor) =u>eta el resorte con un dina'ó'etro) 4o'a la lectura en la posición (inal del resorte) Repite las operaciones anteriores *asta tener cinco valores di(erentes) Repite las operaciones anteriores para tres resortes di(erentes) E(ectúa una tabla de resultados) 8alcula la constante de rigidez de cada resorte)
MARCO TE,RICO% La Le- de ?oo@e describe (enó'enos elásticos co'o los +ue e6*iben los resortes) Esta lea(ir'a +ue la de(or'ación elástica +ue su(re un cuerpo es proporcional a la (uerza +ue produce tal de(or'ación, sie'pre - cuando no se sobrepase el l7'ite de elasticidad) Robert ?oo@e 2":3& "<%3B, estudió, entre otras cosas, el resorte) =u le- per'ite asociar una constante a cada resorte) En ":
$ 1 ) D 0 Dónde/ # . (uerza aplicada al resorte 1 . constante de proporcionalidad D 6 . variación de longitud del resorte
Para poder co'prender aún 'e>or esta Le-, es necesario ta'bin tener conoci'ientos básicos de ELA=4I8IDAD, -a +ue en el ar'ado del dispositivo utilic un 'aterial elástico 2resorte) La elasticidad es la propiedad de un 'aterial +ue le *ace recuperar su ta'aFo - (or'a original despus de ser co'pri'ido o estirado por una (uerza e6terna) 8uando una (uerza e6terna actúa sobre un 'aterial causa un es(uerzo o tensión en el interior del 'aterial +ue provoca la de(or'ación del 'is'o) En 'uc*os 'ateriales, entre ellos los 'etales - los 'inerales, la de(or'ación es directa'ente proporcional al es(uerzo) Esta relación se conoce co'o le- de ?oo@e, as7 lla'ada en *onor del (7sico británico Robert ?oo@e, +ue (ue el pri'ero en e6presarla) o obstante, si la (uerza e6terna supera un deter'inado valor, el 'aterial puede +uedar de(or'ado per'anente'ente, - la le- de ?oo@e -a no es válida) El 'á6i'o es(uerzo +ue un 'aterial puede soportar antes de +uedar per'anente'ente de(or'ado se deno'ina l7'ite de elasticidad) La relación entre el es(uerzo - la de(or'ación, deno'inada 'ódulo de elasticidad, as7 co'o el l7'ite de elasticidad, están deter'inados por la estructura 'olecular del 'aterial) La distancia entre las 'olculas de un 'aterial no so'etido a es(uerzo depende de un e+uilibrio entre las (uerzas 'oleculares de atracción - repulsión) 8uando se aplica una (uerza e6terna +ue crea una tensión en el interior del 'aterial, las distancias 'oleculares ca'bian - el 'aterial se de(or'a) =i las 'olculas están (ir'e'ente unidas entre s7, la de(or'ación no será 'u- grande incluso con un es(uerzo elevado) En ca'bio, si las 'olculas están poco unidas, una tensión relativa'ente pe+ueFa causará una de(or'ación grande) Por deba>o del l7'ite de elasticidad, cuando se de>a de aplicar la (uerza, las 'olculas vuelven a su posición de e+uilibrio - el 'aterial elástico recupera su (or'a original) ás allá del l7'ite de elasticidad, la (uerza aplicada separa tanto las 'olculas +ue no pueden volver a su posición de partida, - el 'aterial +ueda per'anente'ente de(or'ado o se ro'pe)
3) CONCL&SIONES 4 RECOMENDACIONES Es5ino Gal6an *es7s Ed"ardo% Al 'o'ento de realizar esta práctica con los resortes, los pesos, - soportes pudi'os percatarnos +ue los tres resortes tuvieron una constante de rigidez di(erente - este se debe a su 'edida de cada uno, su diá'etro +ue tienen - al peso +ue le aplica'os, por otra parte ta'bin se pudo observar +ue cuando un resorte es 'uc*o 'ás r7gido se necesita 'uc*o peso para poder estirarlo unos cuantos 'il7'etros, pero cuando el resorte es 'u- poco r7gido se puede estirar (ácil'ente con poco peso)
Es5ino!a Ar!ola Ri8ardo% Durante el desarrollo de la practica nos percata'os +ue al colocar 'a-or peso en un e6tre'o de la articulación los resortes su(r7an un es(uerzo +ue se aprecia en el ca'bio de su longitud, - este es(uerzo a su vez esta en (unción del 'o'ento +ue se obtiene 'ediante la articulación - la distancia del origen al punto de aplicación, para +ue el resorte pudiera e+uilibrar a dic*o 'o'ento con una (uerza de la 'is'as 'agnitud .
Estrada P9e! Eder Ro:erto% los pesos, los resortes, los brazos de palanca , entre otros (actores son de su'a i'portancia en el co'porta'iento de un siste'a de resortes +ue al ca'biar la posición del punto de apo-o el resorte tiende a estirarse 'ás - ca'bian los ángulos respecto al peso +ue se le de al siste'a)
L;5e! Al6iter Dieo/ Dependiendo del 'aterial del resorte será di(erente su rigidez, - por ende, se necesitara 'ás peso para poder estirarlo, - una posición di(erente para as7 'is'o poder *acerlo) 8ual+uiera +ue sea la posición del resorte, el peso podrá variar dependiendo *acia donde se va-a a estirar
<) BIBLIOGRA$ÍA Elabore sus conclusiones indicando +ue ocurrió con los valores e6peri'entales - la solución anal7tica del e6peri'ento) *ttp/99HHH$)ib)edu)ar9(or'ulario9estatica9le-de*oo@e)pd(
