Amortiguadores

Laboratorio No.1 (Tensión y módulo de Young)










Integrantes

Carlos Andrés Bernal Contreras
Juan Manuel Peña Ríos
Mary Julieth Molina






Yebrayl Rojas Marínez
Docente
















Universidad del Tolima
Facultas de ciencias de la Salud
Programa de medicina
Primer semestre
Biofísica
2014

Introducción

Muchos materiales están sujetosa fuerzas o cargas. En tales condiciones es necesario conocer las características del material para evitar los esfuerzos excesivos a los que pueda estar sometido para que el material no se deforme irremediablemente o peor aún se fracture, esto último claramente se aplica a los tejidos del cuerpo humano, especialmente a los huesos.

La elasticidad es una propiedad de un objeto o material quehace que se restaure su forma original después de una deformación. Mientras más elástico es un objeto, se restaura más precisamente a su configuración original.

Se considera elástico, a los materiales que pueden volver a su forma y longitud original, por el contrario los que no tienen esa capacidad se consideran plásticos.

Hecho que también se aplica y es muy significativo en los tejidosdel organismo: Los músculos del cuerpo que nos permiten andar, correr, utilizar herramientas, etc., que pueden hacer su función debido a su elasticidad y capacidad para la deformación. En cambio los huesos deben de tener cierta rigidez para dar sostenimiento al cuerpo de los vertebrados.

Esto último se puede limitar, ya que las deformaciones consideradas elásticas, pues los átomos se puedenmover hasta cierto punto sin que vuelva a tomar posiciones fijas y cuando la fuerza cesa los átomos vuelven a sus posiciones originales, pasando cierto limite la deformación seria irreversible.

Existen dos tipos de esfuerzo que vendrían al caso para el contexto que se trata, el esfuerzo por compresión y el esfuerzo por tensión, se diferencian principalmente en la dirección del cambio en lalongitud.

Un resorte es un ejemplo de un objeto elástico, cuando se deforma, ejerce una fuerza restauradora que tiende a volverlo a su longitud original. Hecho que se puede observar claramente en este experimento.

La elasticidad es generalmente descrita en términos de cantidad de deformación (strain) resultando un stress dado (Módulo de Young). Se denomina módulo de elasticidad a la razón entreel incremento de esfuerzo y el cambio correspondiente a la deformación unitaria. Si el esfuerzo es una tensión o una compresión, el módulo se denomina módulo de Young y el valor para una tensión es el mismo que para una compresión, siendo constante e independiente del esfuerzo que se realice siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico.

El módulo de Young, se puedehallar matemáticamente:



Los huesos están compuestos por dos fases, una inorgánica compuesta de sales minerales (que le da una relativa dureza) y otra orgánica compuesta en su mayor parte por colágeno (que le proporciona elasticidad. Con esto recordamos que el hueso es tejido conectivo especializado.

El módulo de Young en el caso de los huesos, es de 16 GN/m2 en tracción, que baja a 9 GN/m2 encompresión, con una resistencia en tracción de 200 MN/m2 y de 270 MN/m2 en compresión.

El módulo de Young de los huesos largos de los niños es menor que el de los adultos y este menor a su vez que el de los ancianos. A su vez en los ancianos los huesos se vuelven más frágiles.

Los huesos son menos fuertes bajo tensión que bajo compresión: una fuerza de tensión de 120 N/mm² puede causar larotura de un hueso, así como puede causarla una fuerza de torsión, y estas roturas son diferentes.

Esto también es importante, y se aplica a los músculos que necesitan tener la capacidad de estirarse.

Resumen

En este laboratorio, con el fin de poder ver el comportamiento de los fenómenos de tensión en dos masas diferentes, buscábamos hallar y ver gráficamente el comportamiento de la...