La ley de hooke

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PROTOCOLO DE TRABAJO PRACTICO N°2: LEY DE HOOKE

Objetivo.
- Estudiar la relación entre la fuerza F, que actúa sobre un muelle, y el alargamiento s del muelle originado por la fuerza.
- Determinar el valor de la constante de rigidez “k” de un resorte y su respectiva incertidumbre.

Fundamento Teórico

Por fundamento teórico tenemos a la ecuación de la ley de Hooke.

F= K*SInstrumento y equipo
Aparatos del SEA de Mecánica (U8501000)
1 Varilla soporte con roscas externa e interna
1 Varilla soporte con rosca externa
1 Varilla soporte, corta
1 Nuez doble
1 Muelle helicoidal
1 Balanza mecánica (Δm = ± 0,1g)
1 Pesa 25 g
1 Pesa 50 g
1 Pesa 100 g
1 Brazo de balanza
2 Índices
1 Pie magnético
1 regla (ΔS = ± 0,001m)
Se requiere adicionalmente1 Placa base SEA (U8408035)
Variables
Como variables Independientes se está considerando la gravedad y la constante de rigidez ya que estas son inalterables y fundamentales para el desarrollo de la ecuación.
Como variables dependientes debemos considerar: La elongación de dicho resorte, el peso y la Fuerza que son variables que nos ayudaran a reemplazar.
Procedimiento
Se enrosco unavarilla soporte con rocas externa e interna en la placa base, seguidamente se regulo la rosca con la varilla al nivel deseado.

Se monto la varilla soporte corta utilizando la nuez doble para sostener, seguidamente se colgó de ella un muelle helicoidal

Se fijo la balanza perpendicularmente en el pie magnético.

Se coloco verticalmente el brazo de balanza, tal que la posición que se puedaleer bien la altura del extremo inferior del muelle.

Se Fijo el índice superior en el punto cero del brazo de balanza y se desplazo la nuez doble hacia arriba o hacia abajo hasta que la punta del índice coincida con el extremo inferior del muelle.

Se cargó el muelle secuencialmente con pesas de: a) 25 g, b) 50 g, c) (25 + 50) g, d)=100 g, e) (25 + 100) g y se marcó cada vez con elsegundo índice la altura del extremo inferior del muelle. Para poder determinar su alargamiento.

Se midió el alargamiento “s” del muelle para cada valor de masa “m” y se anoto el valor en la tabla de datos brutos.

Datos Brutos

Nº MASA “m” / g
Δm = ± 0,1g ALARGAMIENTO DEL RESORTE “S” / m
ΔS = ± 0,001m
S1 S2 S3
1 25,1 0,048 0,046 0,047
2 50,1 0,103 0,102 0,102
3 74,9 0,1560,157 0,158
4 100,0 0,212 0,210 0,212
5 124,9 0,268 0,268 0,265

Procesamiento de Datos


Antes que nada observamos las unidades en la que los datos están medidos, por lo que observamos que la masa esta en gramos y debemos convertirla a kilogramos para tener datos un poco más concretos. Entonces debemos utilizar los factores de conversión para que podamos realizarlo de una manera efectiva.(g)×Kg/g=Kg
Por ejemplo:
25.1g×1Kg/1000g=0.0251Kg

Se procede de la misma manera para los demás valores. Con lo valores ya convertidos se pasa a multiplicar por la aceleración de gravedad y de tal manera se obtiene el peso que llega a ser la fuerza que actúa sobre el resorte. Se considerará a la aceleración de la gravedad 9,80m/s². Seguidamente se sacará el promedio de los alargamientos.
Detal manera cuando calculemos el valor de “W” reemplazaremos los valores de la masa multiplicados por la gravedad.
Mediante la formular para determinar el peso, [W=m*g] podremos calcular todos los valores que obtuvimos con sus masas respectivas. Usaremos la gravedad que mencionamos previamente y sacaremos el valor para los demás datos.
Ej. W=0.0251Kg×9.80m∙s^(-2)=0.24598N

Tomando en cuenta lacifra significativa del resultado con un menor número de decimales entonces el resultado final sería 0.24N, se aplica esta condición a los demás valores de “W”.
Debemos tomar en cuenta la incertidumbre de la masa Δm=±0.1g. Por lo que debemos calcular para toda la fórmula W=m*g la propagación de errores. ΔW=Δm*g. Nótese que la gravedad al ser constante no es considerada un delta ya que si se...
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