Laboratorio de elasticidad de resorte

Elasticidad: En física e ingeniería, el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Hooke estableció la ley fundamental que relaciona la fuerza aplicada y la deformación producida. Para unadeformación unidimensional, la Ley de Hooke se puede expresar matemáticamente así:
= -k |
* K es la constante de proporcionalidad o de elasticidad.
* es la deformación, esto es, lo que se ha comprimido o estirado a partir del estado que no tiene deformación. Se conoce también como el alargamiento de su posición de equilibrio.
* es la fuerza resistente del sólido.
* El signo (-) enla ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento. La fuerza se opone o se resiste a la deformación.
* Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/p).
Constante elástica: K es una constante positiva, llamada constante elástica del resorte.
K es una medida de la fuerza necesaria para producir un estiramiento determinado del resorte; losresortes más rígidos tienen los valores de K mayores.
K depende de su naturaleza y geometría de construcción. Es decir, es un valor que proporciona el fabricante sobre el resorte elástico en cuestión y que depende del material del que esté fabricado y de su forma. El valor de la fuerza elástica es, por tanto, variable, puesto que depende en cada caso del valor que corresponde a la deformaciónx.
Supongamos que tienes un resorte del que cuelga un cuerpo de masa m. Si aplicas una fuerza exterior deformadora, el resorte reacciona contra ella con una fuerza elástica (F=-kx) para retornar a la posición de equilibrio. Donde k es medido en N/m.
Tensión o esfuerzo: es la relación entre una carga y la superficie sobre la que actúa. Se considera como tal a la reacción que opone el material deun cuerpo frente a una solicitación externa (de tensión, compresión, cortante) que tiende a producir un cambio en su tamaño o forma.
σ = F/A  σ = ε .E
E: módulo de elasticidad del material. [N/m ²; kg/cm ²]
A: sección del material [m ²; cm ²]
Deformación: Al ejercer una fuerza en un objeto, ésta puede provocar un cambio en la forma del objeto. Este cambio se llama deformación. La magnitud dela deformación depende de la magnitud de la fuerza, la forma del objeto y el material del que está hecho el objeto.
Deformación: L / L
La deformación es representada por (x), la cual es medida en m
Esfuerzo de compresión: Es la capacidad que tiene el resorte de resistir la compresión de la fuerza, la ley de Hooke, expresa que el esfuerzo es directamente proporcional a ladeformación, se aplica sólo hasta el límite elástico de proporcionalidad.
Límite de elasticidad: es la máxima longitud que puede alargarse un cuerpo elástico sin que pierda sus características originales. Más allá del límite elástico las fuerzas no se pueden especificar mediante una función de energía potencial, porque las fuerzas dependen de muchos factores entre ellos el tipo de material.
Modulo deYoung: es la constancia de la relación entre tensiones y deformación específica.
E = σ / ε = constante
Esta relación es le expresión analítica de la ley de Hooke
La relación entre cada uno de los tres tipos de esfuerzo (tensor-normal-tangencial) y sus correspondientes deformaciones desempeña una función importante en la rama de la física denominada teoría de elasticidad o su equivalente deingeniería, resistencias de materiales. Si se dibuja una gráfica del esfuerzo en función de la correspondiente deformación, se encuentra que el diagrama resultante esfuerzo-deformación presenta formas diferentes dependiendo del tipo de material

En la primera parte de la curva el esfuerzo y la deformación son proporcionales hasta alcanzar el punto a, que es el límite de proporcionalidad. El hecho de...