constante elástica de los materiales

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR
DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA \







CURSO : Laboratorio Física II

TEMA : Constantes Elásticas de los materiales

ALUMNOS : \

PROFESOR : \


 


I. OBJETIVOS :
 Observar las características y condiciones de un resorte en espiral.

 Determinar la constante elástica del resorte en espiral.



II. MATERIALES:




















III. FUNDAMENTO TEÓRICO :
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Los sólidos cristalinos, en general, tienen una característica fundamental denominada
“Coeficiente elástico”, que aparece como consecuencia de la aplicación de fuerzas
externas de tensión ocompresión, que permiten al cuerpo de sección transversal
uniforme, estirarse o comprimirse.
Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica, cuando recupera su
forma inicial al cesar la fuerza que la produjo. Para poder comprobar este hecho
notable, usaremos un resorte en espiral, al cual aplicaremos masas sucesivas y de
acuerdo a la Ley de Hooke:
F = -x
Hallaremos su constanteelástica “k”, la cual se
obtendrá como la pendiente de la gráfica F vs x,
donde F es la fuerza aplicada y x el estiramiento
del resorte en espiral desde su posición de
equilibrio.
Las características elásticas de un material homogéneo e isotrópico quedan
completamente definidas si se conocen las constantes elásticas: Módulo de Young (E) y
el Coeficiente de Poisson ()
Cuando se flexionauna varilla, experimenta un alargamiento por su parte convexa y
una contracción por la cóncava. El comportamiento de la varilla está determinado por
el módulo de Young del material de que está hecha, de modo que el valor de dicho
módulo puede determinarse mediante experimentos de flexión.
x(m)
Fx
F(N) k=cte.=pendiente=F/x
MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II 9ª Edición DAFI – FCF – UNMSMEXP. N° 01 CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE
4
Utilizaremos una regla metálica, de sección transversal rectangular apoyada sobre dos
extremos. Si se aplica una fuerza vertical (F) en el punto medio de la regla, la
deformación elástica que esta experimenta es un descenso de dicho punto, llamada
flexión (s), que por la ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada:
s = F
siendo k, laconstante elástica que depende de las dimensiones geométricas de la
varilla y del módulo de Young (E) del material:
FabLEs 3341
siendo: L la longitud de la varilla
a: el ancho de la varilla
b: la altura o espesor de la misma
Si F se mide en N. Y todas las longitudes en mm, entonces el módulo de Young se
expresará en N/mm2.





IV. PROCEDIMIENTO:
 Primera Experiencia
1._Utilicela balanza para determinar los valores de las masas del resorte y del porta pesas:
Masa resorte : 3.7g Masa porta pesas: 50g
2._ Cuelgue la varilla al resorte y anote la posición de su extremo inferior
Posición 1: 60cm
3._ Luego, coloque la porta pesas en el extremo inferior del resorte y anote la posición correspondiente
Posición 2: 58.2cm4._Seguidamente, coloque una pesa pequeña m = 0.1 kg en la porta pesas y anote la posición correspondiente `
Posición 3 : 54.5cm
Marque con un aspa cual será en adelante la posición de referencia
1 2 3
¿Por qué considera dicha posición?
Porque considera la elongación del resorte incluyendo la masa de la portapesas indispensable para el resto de medidas llevadas a cabo.
5._Adicione pesas a la posta pesas, cada vez de mayores masas. En la tabla 1 anote los valores de la posición x1 correspondiente:
Masa del porta pesas = 50g
M(kg) x1 (m) X2 (m) X (m) F(N) K (N/m)
1 0.095 0.3215 0.3230 0.3230 27.27 27.78
2 0.145 0.3190 0.32 0.32 1.50 27.27
3 0.195 0.3120 0.3095 0.3108 2.50 26.32
4...