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PRACTICA DE LABORATORIO N°1 DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DE UN RESORTE I.

OBJETIVOS  

II.

Determinar experimentalmente de la constante elástica k de un resorte, utilizando dos métodos: Estático y dinámico. Comprobar la ley de Hooke.

FUNDAMENTO TEORICO

Cuando se obliga a un cuepo a cambiar de forma, la fuerza deformadora es proporcional a la deformación, siempre que no se sobrepase el limite de elasticidad (ley de Hooke). En el caso particular de una tracción o de un empuje, en los cuals la deformación es simplemente el desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza, esta fuerza y el desplazamiento están relacionados por.

F=k x

Donde: K= constante de proporcionalidad, llamada constante elástica. ∆x= es el desplazamiento contado a partir de la posición de equilibrio. La relación entre la tensión o esfuerzo con su correspondiente deformación desempeña una función importante en la rama de la física denominada “TEORIA DE LA ELASTICIDAD”, o en su equivalencia “RESISTENCIA DE MATERIALES”. Si se dibuja una gráfica del esfuerzo en función de la correspondiente deformación, se encuentra que el diagrama resultante “esfuerzo – deformación” presenta formas diferentes dependientes del tipo de material. En la figura se presenta un diagrama ESFUERZO – DEFORMACION típico de un metal dúctil.

Sobre un cuerpo que se mueve con movimiento armónico simple actúa la fuerza recuperadora elástica, - k justo en el instante en que la elongación es ∆x. se de acuerdo con la segunda ley de Newton, que la frecuencia del movimiento, f, o la frecuencia angular, 𝜔 = 2πf , esta determinada por el coeficiente k de la formula (I), de acuerdo con la relación:

1

𝑘

F= 2𝜋 √𝑚

Donde m es la masa del cuerpo que vibra y k la constante elástica dl resorte. Además por definición el periodo del movimiento es dado por: 𝐼

𝑡=𝐹 TIPOS DE ELASTICIDAD a) Elasticidad axial: tiene lugar cuando se aplican a los materiales esfuerzos normales a su sección transversal, produciéndose deformaciones axiales.

b) Elasticidad de forma: un cuerpo sometido a esfuerzo cortante o tangente, sufre por cizalladura, es decir, que su forma varia per no sus dimensiones, esta deformación por cizalladura se define como:

c) Elasticidad de volumen: este fenómeno se produce cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo que presenta propiedades elásticas lo deforman d) volumétricamente.

Se define como :

∆𝑉 𝑉

III.

MATERIALES Y EQUIPO     

IV.

Un (o1) resorte Dos (02) soportes Dos (02) pinzas metálicas Dos (02) sujetadores Una (01) regla de madera de 20 cm.

   

Pesas de 10g y 200g. Un (01) cronometro Una (01) balanza de precisión. Hilo

PROCEDIMIENTO

1. Fijar un resorte en posición vertical con ayuda de un soporte y una pinza. Igualmente fije la regla métrica, de una manera similar al de la figura N° 02. 2. Con ayuda de la regla determinar la posición primitiva del extremo inferior del resorte. 3. Colocar diferentes pesas en el extremo libre del resorte y determinar la elongación final correspondiente a cada fuerza aplicada y anótelas en la tabla N° 01. 4. Con ayuda de la balanza determinar las masas respectivas. 5. Cargar el resorte con una masa determinada, haciendo luego que se produzcan oscilaciones armónicas verticales alrededor de la posición de equilibrio. 6. Mida con el cronometro el tiempo que tarda el oscilador en realizar un determinado número de oscilaciones (20 oscilaciones) y anótela en la tabla N° 02. 7. Repita esta medición diez veces. V.

DIAGRAMA DE INSTALACION