lab de fisica

1. OBJETIVO
Determinar experimentalmente la constante elástica [k] de un resorte, por método estático.
2 .MARCO TEÓRICO
2.1 ELASTICIDAD
Propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y su forma después de ser comprimido estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza actúa sobre un material causa esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación delmismo. Entre ellos los metales y los minerales la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke.
Si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente y la ley Hooke ya no es válida. El máximo esfuerza que un material que soporta antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material.
La distancia entre las moléculas de un material no sometido a una fuerza depende de un equili8brio de entre las fuerzas moleculares de tracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tención en elinterior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma: si las moléculas están unidas firmemente entre si, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio si las moléculas están poco unida, una tención relativamente pequeñacausara una deformación grande. Por debajo de límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculasvuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa las moléculas tanto que no puede volver a su posición de partida, y el material queda permanentemente deformado o se rompe.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
En ingeniería se necesita saber cómo responden los materiales sólidos a fuerzas externas comola tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura, los materiales sólidos responden a dichas fuerzas: como una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma original cuando se elimina la fuerza externa ), una deformación permanente o una fractura.
2.2. LEY DE HOOKE







2.3 DESARROLLO MATEMATICO
Recuerde que desplazamiento de un punto de unsólido rígido, es proporcional a la fuerza creciente aplicada gradualmente (ley de Hooke).
Por tanto se tiene:F ̴∆L
Para que desaparezca el signo de proporcionalidad, tenemos:
F = K ∆L [N]
Para el caso de un resorte que está formado por un alambre circular uniforme arrollado en forma de hélice cilíndrica y colgada por una de su extremo, el resorte sirve un resorte elástico de longitud y, talque:
w = k y [N] (1:1)


Fig. 1 Elongación de un resorte
Método estático

F_N⁡〖=w〗
Donde K es una constante recuperadora, más conocida como constante elástica del resorte.
La constante K está relacionado con el módulo de torsión o de rigidez µ, de la sustancia de laque esta hecho el resorte, mediante la expresión.
K=(r^4 µ)/(4 N R^3 )
Dónde: N: Numero de espiras del resorte.
R: Radio del cilindro en que imaginamos arrollado a hélice del alambre.
r: Radio del alambre.
En general el concepto de tensión, resulta ser la relación que existe entre la fuerza externaaplicada aun área, siendo:

T ⃗=(dF ⃗)/dA (N/m)Considerando una tracción simple a la acción resultante de las fuerzas externas aplicadas a un lado de la sección transversal A, se reduce a una fuerza normal F_N⁡, según el eje longitudinal de la barra si esta recta, aplicada al área, denominándose esfuerzo (σ) .

ƩF= 0
σ=F_N/A
F_N- σ A= 0

ε=∆L/L

Dónde:
σ = Esfuerzo normal, en Newton sobre metro cuadrado en el SI de unidades
F_N =...