Ley de Hooke - Laboratorio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

CURSO:
FÍSICA II

TEMA:
PRIMER LABORATORIO

PROFESOR:
CORTEZ REYES, CUSTODIO


FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA



LEY DE HOOKE

INTEGRANTES:
DÁVILA SAAVEDRA, LUIS 20120322J
FLORES FLORES, JAIRO 20124114B
PICÓN TOCTO, CRISTIAN 20124068K






Lunes 23 de Setiembre del 2012


OBJETIVO:
Hallarexperimentalmente la relación entre esfuerzo aplicado y la deformación unitaria bajo condiciones de elasticidad.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
ELASTICIDAD: ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
Nos interesa estudiar la relación entre las fuerzas y los cambios de forma en cada caso.
Para cada clase de alteración de la forma, introduciremos una cantidad llamada esfuerzo que caracteriza la intensidad de las fuerzas que causan elcambio de forma, generalmente con base en la “fuerza por unidad de área”. Otra cantidad, deformación, describe el cambio de forma resultante. Si el esfuerzo y la deformación son pequeños, es común que sean directamente proporcionales, y llamamos a la constante de proporcionalidad módulo de elasticidad. Si tiramos con mayor fuerza de algo, se estirará más; si lo aplastamos con mayor fuerza, sécomprimirá más. El patrón general puede formularse así:

= Módulo de elasticidad (ley de Hooke)

El comportamiento elástico más fácil de entender es el estiramiento de una barra, una varilla o un alambre, cuando se tira de sus extremos. Definimos el esfuerzo de tensión en la sección transversal como el cociente de la fuerza F y el área de la sección transversal A:

Ésta es una cantidad escalarporque F es la magnitud de la fuerza. La unidad del esfuerzo en el pascal (N/).

La deformación por tensión del objeto es igual al cambio fraccionario de longitud, que es el cociente del alargamiento entre la longitud original:

La deformación por tensión es el estiramiento por unidad de longitud; es el cociente de dos longitudes medidas siempre en las mismas unidades, de modo que es un númeropuro (adimensional) sin unidades. Experimentalmente, se observa que si el esfuerzo de tensión es lo bastante pequeño, el esfuerzo y la deformación son proporcionales. El módulo de elasticidad correspondiente se denomina módulo de Young y se denota con Y:

= (módulo de Young)

Dado que la deformación es un número puro, las unidades del módulo de Young son las de esfuerzo: fuerza por unidad deárea.
La ley de Hooke (la proporcionalidad del esfuerzo y la deformación elástica) tiene un intervalo de validez limitado que se mostrará a continuación.


EQUIPO UTILIZADO:
Un soporte universal.
Un resorte
Una liga
Un vernier
Una regla métrica
Una balanza electrónica
Cinco masas diferentes
DIAGRAMA DE FLUJO

PROCEDIMIENTO:
1) Mida la masa del resorte, su longitud (natural) y diámetrode la sección transversal (aproximadamente en la parte media de su longitud natural). Suspenda el resorte por uno de sus extremos y mida la nueva longitud y sección transversal.
2) Colocar una masa en su extremo libre y medir la nueva longitud del resorte y la sección transversal del resorte estirado.
3) Repita el paso 2 para cuatro cargas diferentes.
4) Repita los pasos anteriores para unatira de jebe (liga).
5) Para la liga, mida también las deformaciones en la descarga (Al retirar la última carga, medir la nueva longitud, retirar la cuarta carga y medir la nueva longitud, lo mismo con las otras cargas).
CÁLCULOS Y RESULTADOS:
1. Llene la tabla para cada caso, indique también en cada medida su incertidumbre.

Carga
Masa (kg)
Peso(N)
Longitud L0 (m)
Longitud L (m)
S (m2)x10-4
∆L (m)
Ɛ (mm/mm)
σ (Pa)
x104
S0 (m2)
x10-4
1
0.248
2.43
0.207
0.212
1.5836
0.005
0.024
1.934
1.606
2
0.496
4.86
0.207
0.242
1.5615
0.035
0.17
3.112
1.606
3
0.744
7.29
0.207
0.257
1.5394
0.05
0.24
3.935
1.606
4
1.241
12.16
0.207
0.307
1.4526
0.10
0.48
5.972
1.606
5
2.245
22.00
0.207
0.397
1.3684
0.19
0.92
9.37
1.606

2. Para el...