UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA) Área de arquitectura e Ingeniería
Primer reporte para la calificación del Primer parcial de Lab. Física II LA LEY DE HOOKE. PRESENTADO POR: ASCESOR/a: Leopoldo Bueno
REPUBLICA DOMINICANA, SANTIAGO DE LOS CABALLEROS, FEBRERO, 2017
Introducción En esta práctica hablaremos sobre la ley de Hooke la cual trata sobre los fenómenos elásticos, la cual es muy importante hoy en día en el estudio de la física de los cuerpos y la fuerza que estos ejerzan. Como hablaremos a continuación, una de las principales aplicaciones de esta ley es su uso en el dinamómetro el cual es usado para medir la constante F, ya que, esta ley dice que la fuerza restauradora del resorte es directamente proporcional a la fuerza aplicada por el cuerpo
PRACTICA 1
LEY DE HOOKE OBJETIVOS:
a) Comprobar experimentalmente la ley de Hooke b) Determinar la constante de fuerza de un resorte. MATERIALES: Resorte, pesas, soporte, balanza, regla métrica.
INFORME TEÓRICO: La fuerza de un resorte estirado o comprimido Es Fs = ·kx. Esta relación muestra que Fs es directamente proporcional al desplazamiento. El signo negativo proviene del hecho de que Fs tiene dirección contraria al desplazamiento. A la fuerza fs se le llama fuerza restauradora.
La ley empírica debido a Hooke es la base de los fenómenos elásticos, en particular de los resortes. A la constante de proporcionalidad entre las variables se les llama constante de fuerza del resorte. Una aplicación importante de esta ley es el dinamómetro el cual no es más que un resorte calibrado. En el siglo XVII, al estudiar los resortes y la elasticidad, el físico Robert Hooke observó que para muchos materiales la curva de esfuerzo vs. Deformación tiene una región lineal. Dentro de ciertos límites, la fuerza requerida para estirar un objeto elástico, como un resorte de metal, es directamente proporcional a la extensión del resorte. A esto se le conoce como la ley de Hooke, y comúnmente la escribimos así: F=−kx Donde F es la fuerza, x la longitud de la extensión o compresión, según el caso, y k es una constante de proporcionalidad conocida como constante de resorte, que generalmente está en N/m. Aunque aquí no hemos establecido explícitamente la dirección de la fuerza, habitualmente se le pone un signo negativo. Esto es para indicar que la fuerza de restauración debida al resorte está en dirección opuesta a la fuerza que causó el desplazamiento. Jalar un resorte hacia abajo hará que se estire hacia abajo, lo que a su vez resultará en una fuerza hacia arriba debida al resorte.
En otras palabras, la fuerza que se requiere para estirar o comprimir un resorte es proporcional A la cantidad de estiramiento o compresion x. Esta ley de fuerza para resortes se conoce como ley de Hooke.
PROCEDIMIENTO: Se suspende del resorte pesas de diferentes valores como se ilustra en la figura y para cada masa su peso es W = mg = Fs, donde Fs fuerza del resorte; se mide el = alargamiento correspondiente en cada caso.
---x --t
----‘---….-----. m g
Proceda a completar el siguiente cuadro Masa (g) 100 200 300 400 500
Masa (Kg) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Peso (N) 0.98 N 1.96 N 2.94 N 3.92 N 4.9 N
Alargamiento (cm) 3.92 cm 8 cm 11.8 cm 15.5 cm 19.3 cm
Alargamiento (m) 0.0392 m 0.08 m 0.118 m 0.155 m 0.193 m
K (N/m) 24.8 24.5 24.9 25.3 25.4
PROCEDIMIENTO, RESULTADO Y ANÁLISIS.
l.
1) Construya una gráfica masa versus alargamiento; o sea m = f(x). ¿Qué tipo de gráfico obtiene? 2) qué tipo de relación existe entre las variables? Justifica tu respuesta. 3) construye una gráfica fuerza versus alargamiento; o sea F = f(x). ¿Qué tipo de Gráfico obtiene? 4) qué tipo de relación existe entre las variables F y x? Justifica tu respuesta. 5) calcula el valor de la pendiente en el gráfico fuerza versus alargamiento. ¿Qué representa físicamente este valor? 6) Escribe la ecuación matemática que relaciona las variables F y x para el resorte analizado. 7) cuál sería el estiramiento del resorte para una masa de 60 g?
CONCLUSIÓN
Bibliografía Raymond A. Serway y John W. Jewett, Jr. (2008) Física para ciencias e ingeniería (7ma ed.): Cencage Learning. Lic. Leopoldo Bueno, Lic. Víctor Pérez, Ing. Rafael Tavárez (2016). Manual de prácticas de laboratorio de física II (2da ed.), Santiago de los Caballeros, Republica Dominicana: Universidad Tecnológica de Santiago.
