Ley de Hooke
Páginas: 6 (1269 palabras)
Publicado: 29 de marzo de 2014
Alexandrer Figueroa Montañez
Contenido:
1. Resumen.
2. Introducción.
3. Arreglo Experimental.
4. Resultados y análisis.
5. Conclusiones.
6. Bibliografía.
1. Resumen:
En el presente laboratorio se buscó comprobar la ley de Hooke, para ello se realizó un arreglo experimental, en el que se usó un resorte al que se le fue poniendomasas para determinar cómo varía su estiramiento en función de dicha masa, posteriormente se hizo vibrar el resorte con diferentes pesos para determinar el periodo dependiente del peso.
2. Introducción:
En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta unmaterial elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada, con el objetivo general de comprender la ley de Hooke, se plantearon dos procedimientos; primero, se realizó una análisis dinámico del sistema resorte-masa, estudiando la dependencia que existe entre la fuerza y el desplazamiento del resorte, segundo, se examinó el movimiento armónico de dicho sistema.
3. Arreglo experimentalPara lograr el principal objetivo se empleó un sistema masa-resorte ubicado verticalmente (ver figura 1) de tal manera que la fuerza de fricción no afectara el movimiento, como en efecto, lo hace en un sistema horizontal (sobre una superficie). Inicialmente se midió la longitud (l ) del resorte en el punto de equilibrio (teniendo en cuenta el soporte de masas), luego se colocó una masa de 5 gy se midió la longitud que el resorte se estiró (para ello se restó dicha medida de la longitud en el punto de equilibrio). De igual manera, esto se realizó para argollas que aumentaban su masa cada 5 g hasta llegar a 50 g y después cada 10 g hasta llegar 100 g.
En la segunda fase del experimento, se colocó una masa de 5 g en el soporte de argollas, a continuación se haló el resorte, desdeel soporte de masas, hacia abajo con una longitud moderada que permitiera controlar que el movimiento que describiera fuera, en efecto, armónico y no se tornara caótico, posteriormente se midió el tiempo que tardó el sistema en realizar 5 y 10 oscilaciones, para comprobar que el periodo (T) de oscilación fuera coherente y preciso. Igualmente, este mismo procedimiento se ejecutó para argollas quegradualmente aumentaban su masa 5 g hasta llegar a 50 g y después de 10 g hasta llegar a 100 g.
Figura 1: Montaje del sistema masa-resorte.
Para realizar este experimento es necesario reconocer varios conceptos como la variable de elasticidad, la cual es una propiedad física en la que los objetos (resortes) son capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobreellos. Dicho objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación. Por otra parte, la ley de Hooke establece que el estiramiento de un resorte es directamente proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él. Lo cual se puede observar en la ecuación 1. donde k es la constante de elasticidad y x la distancia que se desplaza la masa (1).
Por otra parte el movimientoarmónico simple del resorte queda establecido por medio de la segunda ley de Newton a través de la ecuación diferencial: (d²x/dt²) + (k/m)x = 0 de donde se obtiene que w² = k/m , de dicha ecuación resulta un movimiento oscilatorio.
Por lo anterior las ecuaciones que usaremos en el desarrollo de este laboratorio serán:
F=-kx (1)
w²=k/m (2)
3.
T=
4. Δp=
5. p= (Y2-Y1)/(X2-X1)4- Resultado y Análisis.
Primera parte del experimento: Análisis dinámico (fuerzas).
Masa (gr)
x (cm)
Δx (cm)
F (Kg*m/s²)
K (kg/s^2)
0
18.50 ± 0.05
0 ± 0.07
0 ± 3x10^-5
0± 0.2
5
19.70 ± 0.05
1.200 ± 0.07
-0,04889± 3x10^-5
4,074
10
21.30 ± 0.05
2.800 ± 0.07
-0,09777± 3x10^-5
3,492
15
22.80 ± 0.05
4.300 ± 0.07
-0,14666± 3x10^-5
3,411
20
24.10 ± 0.05
5.600...
Contenido:
1. Resumen.
2. Introducción.
3. Arreglo Experimental.
4. Resultados y análisis.
5. Conclusiones.
6. Bibliografía.
1. Resumen:
En el presente laboratorio se buscó comprobar la ley de Hooke, para ello se realizó un arreglo experimental, en el que se usó un resorte al que se le fue poniendomasas para determinar cómo varía su estiramiento en función de dicha masa, posteriormente se hizo vibrar el resorte con diferentes pesos para determinar el periodo dependiente del peso.
2. Introducción:
En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta unmaterial elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada, con el objetivo general de comprender la ley de Hooke, se plantearon dos procedimientos; primero, se realizó una análisis dinámico del sistema resorte-masa, estudiando la dependencia que existe entre la fuerza y el desplazamiento del resorte, segundo, se examinó el movimiento armónico de dicho sistema.
3. Arreglo experimentalPara lograr el principal objetivo se empleó un sistema masa-resorte ubicado verticalmente (ver figura 1) de tal manera que la fuerza de fricción no afectara el movimiento, como en efecto, lo hace en un sistema horizontal (sobre una superficie). Inicialmente se midió la longitud (l ) del resorte en el punto de equilibrio (teniendo en cuenta el soporte de masas), luego se colocó una masa de 5 gy se midió la longitud que el resorte se estiró (para ello se restó dicha medida de la longitud en el punto de equilibrio). De igual manera, esto se realizó para argollas que aumentaban su masa cada 5 g hasta llegar a 50 g y después cada 10 g hasta llegar 100 g.
En la segunda fase del experimento, se colocó una masa de 5 g en el soporte de argollas, a continuación se haló el resorte, desdeel soporte de masas, hacia abajo con una longitud moderada que permitiera controlar que el movimiento que describiera fuera, en efecto, armónico y no se tornara caótico, posteriormente se midió el tiempo que tardó el sistema en realizar 5 y 10 oscilaciones, para comprobar que el periodo (T) de oscilación fuera coherente y preciso. Igualmente, este mismo procedimiento se ejecutó para argollas quegradualmente aumentaban su masa 5 g hasta llegar a 50 g y después de 10 g hasta llegar a 100 g.
Figura 1: Montaje del sistema masa-resorte.
Para realizar este experimento es necesario reconocer varios conceptos como la variable de elasticidad, la cual es una propiedad física en la que los objetos (resortes) son capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobreellos. Dicho objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación. Por otra parte, la ley de Hooke establece que el estiramiento de un resorte es directamente proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él. Lo cual se puede observar en la ecuación 1. donde k es la constante de elasticidad y x la distancia que se desplaza la masa (1).
Por otra parte el movimientoarmónico simple del resorte queda establecido por medio de la segunda ley de Newton a través de la ecuación diferencial: (d²x/dt²) + (k/m)x = 0 de donde se obtiene que w² = k/m , de dicha ecuación resulta un movimiento oscilatorio.
Por lo anterior las ecuaciones que usaremos en el desarrollo de este laboratorio serán:
F=-kx (1)
w²=k/m (2)
3.
T=
4. Δp=
5. p= (Y2-Y1)/(X2-X1)4- Resultado y Análisis.
Primera parte del experimento: Análisis dinámico (fuerzas).
Masa (gr)
x (cm)
Δx (cm)
F (Kg*m/s²)
K (kg/s^2)
0
18.50 ± 0.05
0 ± 0.07
0 ± 3x10^-5
0± 0.2
5
19.70 ± 0.05
1.200 ± 0.07
-0,04889± 3x10^-5
4,074
10
21.30 ± 0.05
2.800 ± 0.07
-0,09777± 3x10^-5
3,492
15
22.80 ± 0.05
4.300 ± 0.07
-0,14666± 3x10^-5
3,411
20
24.10 ± 0.05
5.600...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.