Modelo de young

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Unidad Profesional de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas.

Física Experimental ll.

Secuencia: 2IM1.

Trabajo:
Profesor: Álvarez Gonzales Enrique M.

Integrantes:
Hernández Aparicio Eduardo
Jiménez Fonseca Julio
Martínez Herrera Josué
González López Abel

OBJETIVOS:
Al finalizar el experimento:
◊ Determinará el comportamiento de un cuerpo elástico bajo la acción deuna fuerza.
◊ Determinará el rango del comportamiento elástico de varios materiales.
◊ Propondrá una ecuación lineal que represente el comportamiento elástico de los materiales.
◊ Determinará con aproximación el módulo de Young de varios materiales.


INTRODUCCIÓN TEÓRICA.

Anualmente en los diarios se detallan diversas situaciones, que con el tiempo, se hacen cotidianas durante laépoca de lluvias. Cada año suceden fenómenos meteorológicos y que provocan desbordamientos de ríos y los consecuentes rompimientos de puentes y carreteras. En esos casos, se cuestiona respecto a los materiales utilizados en dichas obras, sobre los estudios y pruebas que se realizan con los diseños de puentes y carreteras, tales como: ¿se hacen estudios del suelo y de subsuelo de cada proyecto vial?,¿Se hacen pruebas de las estructuras y cimientos de los puentes y carreteras?.

Las pruebas que deben realizarse son del tipo destructivas y no destructivas. En las primeras se produce un consumo de material que en la mayoría de las veces es muy costoso, sin embargo, es necesario hacerlas para evitar pérdida de vidas humanas. Así por ejemplo, en el diseño de un automóvil, es necesario realizarpruebas destructivas para verificar la eficiencia del diseño de las bolsas de aire, en caso de choque o del diseño del chasis, etc. En el segundo tipo de pruebas, las no destructivas, se someten los materiales a condiciones tales que no alteren su naturaleza, como por ejemplo, la prueba de deformación de un resorte en posición vertical, cuando se le coloca una masa en el extremo más bajo y el otroextremo fijo. En este caso, se pretende obtener información del comportamiento del resorte antes de llegar a la situación en donde se destruya o se altere la naturaleza propia del resorte.

En esta ocasión se pretende someter a los materiales a pruebas destructivas para descubrir o mostrar las propiedades mecánicas que poseen dichos materiales. Estas propiedades pueden ser: Deformación, Durezao Tenacidad. El concepto “Deformación”, que consiste en el cambio de dimensiones del material, ocurre cuando se le aplica un esfuerzo (Fuerza por unidad de Área), en tanto la “Tenacidad”, es la respuesta a la cantidad de energía que absorbe un material antes de fallar por fractura.
DEFORMACIÓN ELÁSTICA, PLÁSTICA Y RUPTURA.
Cualquier material se deforma a aplicársele un esfuerzo, sin embargo enalgunos sólidos, la deformación desaparece cuando desaparece el esfuerzo aplicado. A este tipo de deformación se le denomina Deformación Elástica (prueba no destructiva).

La deformación elástica ocurre siempre dentro de un rango de valores del esfuerzo aplicado, si se aplican esfuerzos fuera de dicho rango, la deformación no desaparece al quitar el esfuerzo, es decir, la deformación espermanente; en este caso se dice que la deformación es plástica. Si el esfuerzo aplicado todavía es mayor, ocurrirá la ruptura del material, en tal caso se ha incurrido en una prueba del tipo destructiva.


La figura 1 ilustra, gráficamente el comportamiento de la deformación lineal de un material a consecuencia de un esfuerzo aplicado.



Figura 1. Deformación lineal elástica, plástica yruptura de un material.

MODULO DE YOUNG.
La relación entre esfuerzo (s) y deformación en la región elástica se llama “Modulo de Elasticidad de Young” (E).
s = e E
Donde: s = Esfuerzo Normal = F/A = Fuerza por unidad de Área


e = Deformación Lineal = Variación de Longitud / Longitud original =



Despejando F se...
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