ley de hooke

UNIVERSIDAD METROPOLITANA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS GENERALES
PROGRAMA :
LABORATORIO DE FISICA

FUERZA ELASTICA. LEY DE HOOKE

Experiencia No. 5

INTRODUCCION
Todo cuerpo real, bajo la acci´n de las fuerzas aplicadas sobre ´l, se deforma, es decir,var´ sus dimensiones y forma. Como
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fuerzas de reacci´n aparecen fuerzas el´sticas (o recuperadoras), que se oponen a lasde acci´n deformante. Su origen es
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o
el campo las fuerzas intermoleculares determinantes del equilibrio estructural del cuerpo. La deformaci´n recibe el nombre
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de el´stica, si despu´s de cesar la acci´n de fuerza el cuerpo vuelve a tomar las dimensiones y la forma iniciales. Por su
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parte, los cuerpos inel´sticos son los que tras la acci´n deformadora no recobran su forma yestructura iniciales (alambre
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o
de hierro dulce). Las deformaciones el´sticas se observan cuando la fuerza que condiciona la deformaci´n no supera cierto
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o
l´
ımite (l´
ımite de elasticidad) determinado para cada cuerpo concreto.
Tomemos un resorte que en estado no deformado tiene una longitud l0 y fijemos uno de los extremos del resorte, mientras
que el alargamiento del resorte lo vamosa examinar como la coordenada x del extremo opuesto, que se cuenta desde la
posici´n de ´sta que corresponde al resorte no deformado.
o
e
La f´
ıgura (a) corresponde al resorte no deformado, mientras
la f´
ıgura (b) corresponde al resorte estirado. Como muestra
la experiencia, con peque˜as deformaciones el alargamiento
n
del resorte ∆l ( ∆l = l − l0 )
resulta ser proporcional a lafuerza de tracci´n
o
∆l∞Felas .(Felas = Faplc seg´n la condici´n de equilibrio).
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o
De manera correspondiente, la fuerza el´stica es proporcional
a
al alargamiento del resorte:
Felas = k ∆l
El coeficiente de proporcionalidad k recibe el nombre de coeficiente de rigidez del resorte. La afirmaci´n acerca de la
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proporcionalidad entre la fuerza el´stica y la deformaci´n se
a
o
denomina Leyde Hooke.
La f´
ıgura (c) corresponde al resorte comprimido, porque al comprimir el resorte tambi´n surgen tensiones el´sticas pero de
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otro signo. Analizando las f´
ıguras (b) y (c), se pude escribir que:
Felas = −kx
porque la proyecci´n de la fuerza el´stica en el eje x y la coordenada x siempre tienen signos opuestos. El signo menos nos
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a
indica que la fuerza siempre se opone ala deformaci´n. El coeficiente k es referible exclusivamente al cuerpo con el que se
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experimenta, de modo que si se ensaya con el otro cuerpo, la constante adquiere un valor diferente.
As´ la elasticidad se refiere a la capacidad que tiene un objeto (s´lido) de regresar a su estado original una vez cesa la fuerza
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que lo ha deformado.
En el cuerpo humano el concepto de elasticidad es desuma importancia; en efecto, las arterias son mas el´sticas que las
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venas que son m´s distendibles pero menos el´sticas y esta diferencia justifica la funci´n que cada vaso cumple en el sistema
a
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o
cardiovascular, as´ las arterias junto con las arteriolas son vasos de resistencias dise˜ados para soportar altas presiones y
ı
n
regresan a su estado normal una vez terminada dicha presi´n;las venas en cambio, son vasos de capacitancia dise˜ados
o
n
para almacenar sangre, pero sometidos a altas presiones ya no regresan a su estado normal.
Por otra parte la resistencia de los pulmones al estiramiento depende en parte de la elasticidad de los tejidos pulmonares,
particularmente las fibras el´sticas.
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FUNDAMENTACION TEORICA
Antes de llegar al laboratorio debes consultar en untexto especializado sobre los siguientes aspectos:
1. Elasticidad
2. Ley de Hooke
1

3. Fuerza el´stica
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OBJETIVO GENERAL
Determinar de manera experimental la fuerza el´stica (Fe ) que ejerce un resorte cuando sobre ´l, act´a una fuerza defora
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madora (Fg ) y la constante (K ) de elasticidad del resorte.
MATERIALES
• Base soporte

• Juego de pesas

• Muelle elicoidal (...