guia de laboratorio de fisica 2 unmsm

LABORATORIO DE FÍSICA II 10ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

CONSTANTES ELÁSTICAS
EXPERIENCIA N° 01
I.

OBJETIVO
• Observar las propiedades elásticas de un resorte en espiral y una regla metálica.
• Determinar la constante elástica del resorte en espiral.
• Determinar el módulo de Young de una Regla metálica

II.

MATERIALES / EQUIPOS
2 Soporte universal
1 Regla graduada de 1m delongitud
1 Regla metálica de 60cm de longitud
1 Balanza de precisión de 3 ejes
1 pinza

1 Resorte en espiral de acero
1 Juego de pesas más portapesas
2 Sujetadores (nuez o clamp)
1 varillas cuadradas de metal

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Los sólidos cristalinos, en general, tienen una característica fundamental denominada
“Coeficiente elástico”, que aparece como consecuencia de la aplicaciónde fuerzas
externas de tensión o compresión, 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.
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 (σ)
Para el caso de un resorte en espiral, este hecho
se puede comprobar, aplicando cargas de masa
sucesivas, y de acuerdo a la Ley de Hooke:

F(N)

k=cte.=pendiente=∆F/∆x

F = -κ x
encontraremos su constante elástica “k”, como
la pendiente de la gráfica F vs x, donde F es la
fuerza aplicada y x el estiramiento del resorte en
espiraldesde su posición de equilibrio.

∆F

∆x
x(m)

En el caso de la flexión de una varilla, esta 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.

EXP. N° 01 -CONSTANTES ELÁSTICAS

3

LABORATORIO DE FÍSICA II 10ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

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 lafuerza aplicada:
s=κF
siendo k, la constante elástica que depende de las dimensiones geométricas de la
varilla y del módulo de Young (E) del material:

s=

1 L3
F
4 E ab 3

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
MONTAJE 1

Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.
1.

Utilice la balanza para determinar los valores de las
masas del resorte y del portapesas.
M m (Resorte)

=

g.

m (Porta pesas) =

g.

¿Cree Ud. que le servirán de algo estos valores?
¿Por qué?
....................................................................................................................................................................
..................................................................................
2.

Cuelgue al resorte de la varilla y anote la posición de su extremo inferior.
Posición 1: …………….. cm

3.

Coloque el portapesas en el extremo inferior del resorte y anote la posición
correspondiente.
Posición 2: …………….. cm

4.

Coloque una pesapequeña [m = ...... kg
correspondiente.

] en el portapesas y anote la posición

Posición 3: …………….. cm
EXP. N° 01 - CONSTANTES ELÁSTICAS

4

LABORATORIO DE FÍSICA II 10ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

Marque con un aspa cuál será en adelante su posición de referencia.
1

2

3

¿Por qué considera dicha posición? ........................................................
5....