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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)

Reporte I de Lab. Física II LA LEY DE HOOKE. ENTREGADO POR: Erickson Acevedo Steeve Sylvio Marcelin Jacky Jean Baptiste Wadlinx Milius Anselmo Disla Randy García

2-18-1520 1-18-2860 1-18-1742 2-18-0526 1-14-7308 2-17-0350

ENTREGADO A: Aristides Peralta

REPUBLICA DOMINICANA, SANTIAGO DE LOS CABALLEROS, 02 de Octubre del 2019

Introducción

El presente documento está enfocado en una práctica realizada en al aula con el tema Ley de Hooke, la cual se enfoca en los fenómenos elásticos y establece que la fuerza restauradora de un resorte es directamente proporcional a la fuerza a aplicada por el cuerpo. En el siguiente documento mostramos la veracidad de dicha ley con datos reales tomados en clase. 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 ------‘---….-----. mg

Proceda a completar el siguiente cuadro

Masa (g) 200 300 400 500 600

Masa (Kg) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Peso (N) 2N 3N 4N 5N 6N

Alargamiento (cm) 7 cm 11 cm 15 cm 19 cm 23 cm

Alargamiento (m) 0.07 m 0.11 m 0.15 m 0.19 m 0.23 m

K (N/m) 28.57 27.27 26.66 26.31 26.08

PROCEDIMIENTO, RESULTADO Y ANÁLISIS. 1) 2) 3) 4) 5)

Construya una gráfica masa versus alargamiento; o sea m = f(x). ¿Qué tipo de gráfico obtiene? qué tipo de relación existe entre las variables? Justifica tu respuesta. construye una gráfica fuerza versus alargamiento; o sea F = f(x). ¿Qué tipo de Gráfico obtiene? qué tipo de relación existe entre las variables F y x? Justifica tu respuesta. 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?

Repuestas 1-La grafica presenta una “recta” creciente, es decir que la masa es proporcionalidad

directa con el alargamiento. 2-Existe es una relación de proporcional directa entre las variables. Al dividir la primera masa sobre al primer alargamiento obtuvo el constante de proporcionalidad que es k. 3- La grafica presenta una “recta”, es decir que la fuerza es proporcionalidad directa con el alargamiento. 4 – Existe es una relación de proporcional directa entre las variables Fy x. Al dividir la primera fuerza sobre al primer alargamiento obtuvo el constante de proporcionalidad que es k. 5-calcula el valor de la pendiente en el grafico fuerza versus alargamiento. m=∆f÷∆x → m=f2 −f1÷x2 −x1→ m=1.962−0.981÷0.068−0.33 m=0.981÷ 0.035→ m=28.02 6-ecuacion que relaciona las variables F y x para el resorte x: Fs=Kx → k=Fs÷x→ k=0.981÷ 0.033 k=29.72 Fs=29.72x 7-el estiramiento del resorte para una masa de 60g es Fs.=29.72x, con Fs. es la fuerza en newton Fs=0.060kg×9.81 n/kg Fs=0.589N Fs. =29.72x→0.589=29.72x→X=0.589/29.72→ X= 𝟎. 𝟎𝟏𝟗𝒎 X=1.9cm

CONCLUSIÓN Al finalizar está práctica llegamos a la conclusión de que sí se cumple la ley de Hook, al ser la fuerza generada por el resorte directamente proporcional a la masa y al desplazamiento del sistema, demostrado en la tabla construida con los valores de masa, peso, alargamiento y la contante(K).

Bibliografía Manual de prácticas de laboratorio de física II (3da ed.), Santiago de los Caballeros, Republica Dominicana: Universidad Tecnológica de Santiago.