laboratorio fisica calor y ondas


INTRODUCCION

Esta práctica se realiza con el fin de adquirir nuevos conocimientos acerca de las propiedades elásticas de los sólidos así como también la ley de Hooke y poder comprobarlas experimentalmente en el laboratorio de física con la asesoría de nuestro docente. Donde utilizamos una serie de elementos para la realización y toma de datos con los cuales pudimos llegar a un resultadoaplicando un análisis teórico para finalmente ser comparados y asi poder sacar unas conclusiones.

La ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad. 
La fuerza recuperadora del resorte esproporcional a la elongación y de signo contrario (la fuerza de deformación se ejerce hacia la derecha y la recuperadora hacia la izquierda). La expresión de la ley es:

F=- F=Kx
La fuerza que ejerce para estirarlo es: F=Kx


OBJETIVO GENERAL:

Comprobar experimentalmente la ley de Hooke y examinar la ley de conservación de energía en un proceso con un resorte y una masa suspendida de él, acierta altura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Determinar la constante elástica de un resorte mediante la aplicación.
Determinar la magnitud de la fuerza restauradora.
Determinar la elongación de un resorte debido a un peso.


MARCO TEORICO

LA LEY DE ELASTICIDAD DE HOOKE O LEY DE HOOKE
Originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitarioque experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada:

Siendo  el alargamiento,  la longitud original, : módulo de Young,  la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.
Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton, y contribuyenteprolífico de la arquitectura. Esta ley comprende numerosas disciplinas, siendo utilizada en ingeniería y construcción, así como en la ciencia de los materiales.

LEY DE HOOKE PARA RESORTES

La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde se relaciona la fuerza  ejercida en el resorte con la elongación o alargamiento  producido:donde  se llama constante elástica del resorte y  es su elongación o variación que experimenta su longitud.
La energía de deformación o energía potencial elástica  asociada al estiramiento del resorte viene dada por la siguiente ecuación:

Es importante notar que la  antes definida depende de la longitud del muelle y de su constitución. Definiremos ahora una constante intrínseca del resorteindependiente de la longitud de este y estableceremos así la ley diferencial constitutiva de un muelle. Multiplicando  por la longitud total, y llamando al producto  o  intrínseca, se tiene:

Llamaremos  a la tensión en una sección del muelle situada una distancia x de uno de sus extremos que tomamos como origen de coordenadas,  a la constante de un pequeño trozo de muelle de longitud  a la mismadistancia y  al alargamiento de ese pequeño trozo en virtud de la aplicación de la fuerza. Por la ley del muelle completo:

Tomando el límite:

que por el principio de superposición resulta:

Que es la ecuación diferencial del muelle. Si se integra para todo , se obtiene como ecuación de onda unidimensional que describe los fenómenos ondulatorios. La velocidad de propagación de lasvibraciones en un resorte se calcula como:


LEY DE HOOKE EN SOLIDOS ELASTICOS

En la mecánica de sólidos deformables elásticos la distribución de tensiones es mucho más complicada que en un resorte o una barra estirada sólo según su eje. La deformación en el caso más general necesita ser descrita mediante un tensor de deformaciones mientras que los esfuerzos internos en el material necesitan ser...