INTRODUCCIÓN
Para comprender esta experiencia, será necesario tener conocimientos básicos de “Fuerza” (representación gráfica, unidades, efectos que produce sobre los cuerpos, peso, etc) La Le de !oo"e describe fenómenos elásticos como los que ex#iben los reso resort rtes es$$ %sta %sta le le afir afirma ma que que la defo deform rmac ació ión n elás elástitica ca que que sufr sufre e un cuer cuerpo po es propo proporc rcio iona nall a la fuerz fuerza a que que produ produce ce tal tal defo deform rmaci ación ón,, siem siempre pre cuand cuando o no se sobrepase el l&mite de elasticidad$ 'obert !oo"e (*+-.*/, estudió, entre otras cosas, el resorte$ 0u le permite asociar una constante a cada resorte$ %n -1 p2blica la le conocida como Le de !oo"e3 “La Fuerza que de4uel4e un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al 4alor de la distancia que se desplaza de esa posición”$ %n este laboratorio traba5aremos en la demostración práctica de la le de #oo"e, teniendo en cuenta los datos apuntados del laboratorio #allando con estos las incógnitas para poder al final desarrollar gráficas analizar cada una de ellas$ 67'89 :%;'<89 La forma más com2n de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle muelle o o resorte resorte,, donde se relaciona la fuerza e5ercida sobre el resorte con la elongación elongación o o alargamiento x producido3 F =−kx
=onde se llama constante elástica del elástica del resorte experimenta su longitud$
x
es su elongación o 4ariación que
a$ 'esorte en su longitud inicial b$ 'esorte estirado en su longitud$ %n muc#os materiales, entre ellos los metales minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo$ %sta relación se conoce como la le de #oo"e, que fue el primero en expresarla$ >o obstante si la fuerza externa supera un determinado 4alor, el material puede quedar deformado permanentemente, la le de #oo"e a no es 4álida$ %l máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina l&mite de elasticidad$ La relación entre el esfuerzo la deformación, denominada módulo de elasticidad, as& como el l&mite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material$ LEY DE HOOKE
7nálisis Parte 7$ 'esorte $ m
F mg =
x
+.
o,?/
*
..
.$/1
*?
+.
$?-
+*
'esorte @$ m
F mg =
x
+.
.$?/
$+
..
.$/1
*
+.
$?-
+
F 2 F 1 −
=
x 2 x 1 −
Para 'esorte $
m=κ
m=
1.47− 0.49 53−13
0.024
=
k
=
0.024
Para 'esorte @$ m=
1.47− 0.49 5−1.5
0.28
=
k =0.28
%stas pendientes representan la constante de elasticidad del resorte$ ("C constante de elasticidad del resorte) Drafique en el mismo sistema de coordenadas los 4alores de F 4s E para cada uno de los resortes$ :abla $ 'esorte F .$.. .$.+ .$@? .$*+ .$?.
E .$.. $-. 1$@* @$.@ *$*@
:abla @$ 'esorte @ F .$.. .$** .$ .$1 .$/*
E .$.. $@ *$@. ?$*@ +$.?
8alcule las pendientes correspondientes a cada resorte$ m
F 2 F 1 −
=
x 2 x 1 −
Para 'esorte $ m=
0.40 −0.00 13.32 −0.00
0.030
=
Para 'esorte @$ m=
1.05−0.00 5.68−0.00
=
0.184
%xplique porqu las pendientes tienen diferente 4alor$ AGu representanB Las pendientes tienen diferentes 4alores, porque las fuerzas 4ariaban a maor fuerza maor elongación$ %stas pendientes representan la constante de elasticidad del resorte$ La fuerza aplicada sobre el resorte la longitud del alargamiento, Ason proporcionalesB %xplique$ 0& porque la fuerza recuperadora del resorte s proporcional a la elongación de signo contrario (la fuerza de deformación se e5erce #acia la derec#a de la recuperación #acia la izquierda)$ 8uando se puede considerar un cuerpo elásticoB Hn cuerpo se denomina elástico si al actuar una fuerza sobre l sufre una deformación de tal manera que al cesar la fuerza recupera su forma original$ 8uando una fuerza externa act2a sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que pro4oca la deformación del mismo$ Los resortes se deterioran cuando se alarganB 0& siempre cuando sean sometidos continuamente a pesos maores a los que puedan soportar$ Gue es la constante de elasticidad del resorteB %l la fuerza que el resorte opone cuando otra fuerza act2a sobre l produciendo una deformación$ Gue esto puede decirse como que cada I C gramos el resorte 4ariara su longitud en mm$ Ja5o qu condiciones se cumple la Le de !oo"eB 0iempre cuando la deformación elástica que sufre un cuerpo sea proporcional a la fuerza que produce tal deformación, teniendo en cuenta que no sobrepase el l&mite de elasticidad$ 8uál de los mtodos utilizados en esta práctica le parece más precisoB Por quB %l mtodo manual es más preciso o confiable porque con los datos obtenidos las fórmulas que podemos utilizar obtendremos la constante de elasticidad de cada resorte$ 89>8LH0<9>%0
%n este laboratorio pudimos obser4ar analizar los mtodos que se pueden utilizar para #allar la constante de elasticidad de un cuerpo en este caso del resorte as& se comprobó la le de !oo"e las lees que la rigen$ :ambin se puede obser4ar que la fuerza es proporcional a la elongación del resorte$
