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• Sergio Ochoa

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FACULTAD DE INGENIERIAS Y ADMON. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE ESTÁTICA

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

LEY DE HOOKE Y CONSTANTE ELÁSTICA DE LOS MATERIALES

INTEGRANTES: Sergio Esteban Ochoa Canal ID: 000421985 Paula Vanessa León Rodríguez ID: 000403039

Laboratorio Mecánica Analítica NRC: 15351 Subgrupo: 4A

FLORIDABLANCA 10/05/2021

TRABAJO FINAL: LEY DE HOOKE Y CONSTANTE ELÁSTICA DE LOS MATERIALES 1. OBJETIVOS - Verificar la Ley de Hooke. - Utilizar un dinamómetro digital. - Determinar la constante de elasticidad. - Determinar la masa de una pesa problema. 2. TEMAS DE CONSULTA - Ley de Hooke, definición y aplicaciones. - Elasticidad de un material, esfuerzo de compresión, esfuerzo de tensión, deformación. - Límite elástico. 3. MARCO TEORICO Un cuerpo elástico se define como aquel que puede recuperar su forma y tamaño origina cuando la fuerza que lo deformó deja de actuar sobre él. Muchos cuerpos son elásticos si la fuerza deformante no sobre pasa cierto valor, denominado límite elástico, que depende de cada cuerpo y cada sustancia. Si sobrepasamos este límite elástico, el cuerpo ya no recupera su forma original; a sismo, podemos llegar al límite de rotura, que es la fuerza máxima que puede soportar un determinado cuerpo sin romperse. Cuando los alargamientos son proporcionales a la fuerza, es decir que una fuerza triple produce un alargamiento triple. Esto ocurre en cuerpos elásticos como los resortes, donde su deformación es directamente proporcional a la fuerza que lo produce, que matemáticamente se representa como: Ley de Hooke→ F=k ∆ L, (1) Donde k se llama constante de elasticidad de un resorte y es una medida de la relación entre fuerza y la deformación del resorte. Esta constante es propia de cada tipo de material. La ley de Hooke no se limita solo a resortes también se aplica a la deformación de los cuerpos elásticos. Bajo la acción de las fuerzas algunos cuerpos se deforman, es decir, se modifican sus dimensiones. Algunos cuerpos se deforman muy poco estos se conocen como cuerpos rígidos, por ejemplo, una piedra, una viga, una bola de acero, otros como la goma de borrar, plastilina, la cera se deforman más fácilmente. Son cuerpo deformable. Existen otro tipo de cuerpos que se deforman cada vez que se aplica una fuerza sobre ellos, pero no recuperan su forma original, debido a la plasticidad, son llamado cuerpos plásticos. 4. MATERIALES 3 resortes 3 reglas graduadas 3 juegos de masas Pc con Excel, Internet.

5. PROCEDIMIENTO Para llevar a cabo la experiencia vamos a utilizar el laboratorio virtual “Ley de Hooke” de la página de Educaplus. https://www.educaplus.org/game/ley-de-hooke-v2

F1

F2

T

Figura 1 El simulador dispone de diferentes tipos de muelles, dos pesas de masa conocida y otras dos masas testigo para las cuales tendremos que determinar la masa. ● Colgar la primera masa (platillo) de 20 g. Esperar que finalice la oscilación y darle al botón de anotar. Recoger los datos en la libreta y realizar una captura de pantalla. ● Proceder con el resto de masas 5 g, 10 g y finalmente (5+10) colocándolas sobre el platillo de la balanza, anotando los valores para cada una y realizando una captura de pantalla con los valores. a) Con los valores obtenidos rellenar la tabla que hay a continuación. Capturas de imagen de las masas

Masa 20 g

𝞓L: 0,78cm

Masa 25 g

𝞓L: 0,98cm

Masa 30 g

𝞓L: 1,18cm

Masa 35 g

𝞓L: 1,37cm

b.) Anotar los datos obtenidos en la tabla siguiente y completar la última columna (fuerza / elongación) Masa (g)

Fuerza (N)

20.00 25.00 30.00 35.00

0.196 0.245 0.294 0.343

6. ANALISIS DE DATOS

Posición (cm) 5.78 5.98 6.18 6.37

Elongación (cm) 0.78 0.98 1.18 1.37

Fuerza/elongación (N/m) 25.128 25 20.762 17.883

0.4 0.35 0.3

f(x) = 0.25 x + 0 R² = 1

Fuerza

0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

Elongación



A continuación, tendrás que introducir en el siguiente cuadro el valor de la constante obtenido para tu muelle (K) utilizando el valor de la pendiente: 0.2487 N/m



Una vez que hayas obtenido el valor de la constante tendrás que determinar el valor de las masas restantes Pesa Azul

Longitud Obtenida

6,8 cm

0,068 m

Fuerza elástica = K · 𝝙L

0.0046N

Peso = Fuerza elástica

0.0046N

Masa=

Peso g

4.76x10-7 Kg

Pesa Verde Longitud Obtenida

6.4cm

0.064m

Fuerza elástica = K · 𝝙L

0.0035 N

Peso = Fuerza elástica

0.0035 N

Masa=

Peso g

3.531x10-6 Kg

7. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES GENERALES.  Se aplicó conceptos de la ley de Hooke, y con ayuda del simulador que se obtuvieron los datos se pudo observar como se realizaba la elongación con cada pesa.  Se aplicó el uso de gráficos para tomar valores precisos de la pendiente y poder hallar la constante.  Se pudo observar la variación de las magnitudes, si es diferente la masa, cambia su fuerza y elongación, como se muestra en las tablas.  Se hizo uso de los temas de consulta para la obtención de los valores solicitados.

8. BIBLIOGRAFÍA. https://www.educaplus.org/game/ley-de-hooke-v2