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Demostración de ley de Hooke [Subtítulo del documento]
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INTRODUCCIÓN La ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad. n resorte es un e!emplo de un cuerpo elástico que se puede deformar al estirarse. La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las mol"culas mol"culas de un material no sometido sometido a esfuerzo, esfuerzo, depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. #uando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma. El $odulo de %oun& %oun& #onstante que representa la relación entre la tensión y la 'eformación en la zona proporcional. (ambi"n (ambi"n se le llama módulo m ódulo de elasticidad.
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OBJETIVO GENERAL 'eterminar la deformación que sufre un resorte al i&ual que su límite elástico, su resiste resistenci ncia a a la rotura, rotura, su módulo módulo de elasti elasticid cidad ad lle)an lle)ando do acabo acabo los cálculos cálculos necesarios y de i&ual manera haciendo la demostración físicamente de la misma ante el &rupo.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
'emo 'emost stra rarr su comp compre rens nsió ión n de elas elasti tici cida dad, d, lími límite te elás elásti tico co,, esfu esfuer erzo zo,,
deformación y resistencia a la rotura. Escribir y aplicar fórmulas para calcular módulo de %oun&.
JUSTIFICACIÓN La elaboración de esta práctica nos permitirá identificar la elasticidad de un resorte tomando en cuenta la ley Hooke y el módulo de %oun& %oun& así mismo se pondrán en práctica los conocimientos obtenidos en las clases.
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Esfuerzo* se refiere a la causa de una deformación, y deformación se refiere al efecto de la deformación. 'eformación* es el cambio relati)o en las dimensiones o forma de un cuerpo como resultado de un esfuerzo aplicado (ipos de esfuerzo
2
n esfu esfuerz erzo o de tens tensió ión n ocur ocurre re cuand cuando o fuerz fuerzas as i&ua i&uale les s y opuestas se diri&en ale!ándose mutuamente.
n esfuerz esfuerzo o de compres compresión ión ocurre ocurre cuando cuando fuerzas fuerzas i&uales i&uales y
3 3
2
opuestas se diri&en una hacia la otra
n cuerpo elástico es aquel que re&resa a su forma ori&inal despu"s de una deformación % un cuerpo inelástico es aquel que se rompe o deforma cuando excede su límite elástico La Ley de Hooke establece establece que #uando #uando en un muelle o un material material elástico elástico uno de los extremos se encuentra fi!o y aplicamos una fuerza sobre el otro extremo, probablemente este se deformara La ley de Hooke Hooke establ establece ece que la fuerza fuerza aplicada aplicada a un muelle muelle es directame directamente nte proporcional a la deformación que se le produce. % se obtiene la si&uiente formula
F 5k 6 x 4 4 Donde 7 5 es la constante de de medida de elasticidad elasticidad del resorte+
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MATERIAL A UTILIZAR
• • • • • • •
+ase de cuadrado cintropara fi!ar la prácticalexómetro /ernier 'inamómetro 0 resortes de plástico 1inzas de presión 2ecipiente para sostener el peso
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
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%% ½
'etermina ina la deforma deformació ción n KG b- 'eterm c- Encuent Encuentra ra la la fuerza fuerza restaur restaurador adora a d- Encuent Encuentra ra el módul módulo o de elasti elasticid cidad ad
2
½ kg
2 #9 5+:; m #: 5 + <= m ∆ l =increment incremento o de longitud longitud
l =longitud inicial >? deformacion =
∆ l 0.09 m = = 0.321 0.28 m l
A? Datos
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2
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!? =− KX F =−
75
∆ f ∆ X
K =
.500 kg 0.09 m
5
@+@@
D? Modulo de elasticidad elasticidad =
esfuerzo deformacion
¿
¿ 4861.3 pa
1560.50 pa 0.321
=¿
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L' (CM) 45 cm 45 cm 45 cm 45 cm 45 cm 45 cm 45 cm
P
∆L
L* (+m)
00.0
gr cm
677 &r
6.5 cm
48.5 cm
00.0
gr cm
477 &r
9.: cm
96.: cm
00.0
gr cm
977 &r
0.; cm
99.; cm
00.0
gr cm
;77 &r
<.4 cm
90.4 cm
00.0
gr cm
077 &r
8.7 cm
9< cm
00.0
gr cm
:77 &r
67.5 cm
95.5 cm
00.0
gr cm
<77 &r
64.: cm
;7.: cm
gr cm
LIMITE ELASTICO
PLASTICIDAD 45 cm
00.0
gr cm
577 &r
6;.; cm
;4.; cm
TABLA COMPARATIVA DE L,MITE ELÁSTICO DEL RESORTE DE PLÁSTICO DE DIÁMETRO DE * MM
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EVIDENCIA FOTOGRAFICA
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CONCLUSIÓN
La estr estruct uctura ura y caract caracterí eríst stic icas as de un resort resorte e o espi espiral ral cuen cuenta tan n con ciert ciertas as propiedades de las cuales incluyen entre la composición del material, el &rosor de espiral y la lon&itud lon&itud que presenta presenta este. Las cuales son muy indispensab indispensables les para determinar determinar las características características elásticas, elásticas, el límite plástico plástico y resistencia resistencia a la rotura que se present presente e al aplicar aplicarle le cierto cierto peso al espiral espiral.. =plic =plicand ando o el determ determina inado do m"to m"todo do y las las correc correcta tas s caract caracterí eríst stica icas s se puede puede conoc conocer er todo todos s los los paso pasos s y deformaciones que )a presentando el espiral con la aplicación de un peso. #omo fin de este prototipo es el de )erificar cómo se comporta cierto material al serle aplicado cierta cantidad de peso y conocer hasta qu" punto a qu" punto
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