Modulo de young

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Objetivos

Al finalizar el experimento:

• Determinara el comportamiento de un cuerpo elástico bajo la acción de una fuerza.

• Determinará el rango del comportamiento elástico de varios materiales

• Pondrá una ecuación lineal que represente el comportamiento elástico de los materiales.

• Determinará con aproximación el Módulo de Young de varios materiales.Introducción Teórica

El módulo de elasticidad o módulo de Young es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la q se aplica una fuerza. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximodenominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si se tracciona una barra, aumenta de longitud, no disminuye. Este comportamiento fue observado y estudiado por el científico inglés Thomas Young.

Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es una constante elástica que, al igual que el límite elástico puedecalcularse empíricamente en base al ensayo de tracción del material.

Modulo de Young

La relación entre el esfuerzo (s) y deformación en la región elástica se llama “Modulo de Elasticidad de Young” (E).

S=Ee
Donde: s=Esfuerzo Normal= F/A=Fuerza por unidad de área
E=Deformación lineal=Variación de longitud/longitud original=[pic]

[pic]

Despejando F se tiene: [pic]

[pic]
Finalmente setiene: …. F=(k) ∆L ………………………………….ec. 1
Donde k es la constante del experimento que se le llama constante de elasticidad K=EA
Es conveniente notar que en el experimento no se ha medido el cambio en la sección transversal del material.

Trabajo Experimental Propuesto

Se propone estudiar la deformación que sufre un cable de acero o de cobre de 0.2mm cuando es sometido a una tensión.
• 2muestras de alambre de 60 cm de longitud: hierro y cobre
• 3 varillas de 25 y una de 50cm de longitud
• 1 varilla soporte de 100 cm de longitud
• 1 polea enchufable
• 2 mordazas: de mesa y universal
• 3 nueces y 1 flexómetro

COBRE

Con el propósito de observar el comportamiento y desarrollo de este fenómeno, realice los siguientes pasos.
Paso1: Con elmaterial que tiene arme el dispositivo
Paso2: Fije la muestra de alambre (cobre) sobre la varilla soporte del lado izquierdo, enrollándola firmemente. El otro extremo del alambre debe pasar sobre la polea. Haga un pequeño nudo en este extremo y coloque una pesa de 50gr.
Paso3: Compruebe que la aguja indicadora marque cero
Paso4: Coloque las pesas y observe el leve movimiento de la aguja.Paso5: Repita el paso anterior pero ahora con un numero mayor de pesas

1.- Descripción del fenómeno
Forme una relación de las cantidades físicas que representen alguna propiedad o característica del fenómeno físico

La resistencia del material, depende de la composición de este y el peso que se le agregue (mientras más resistente mas peso aguanta)

2.- Planteamiento de lahipótesis
Es de interés observar la deformación del alambre y su relación con la tensión aplicada, Basándose en este interés y después de observar el desarrollo y comportamiento del fenómeno, formule una hipótesis de comportamiento que considere adecuada.

Hipótesis:
La deformación del material depende del peso que se le aplica por unidad de área

3.- Experimentación
Este procesoesta formado por una serie de pasos encaminados a especificar por medio de la llamada ley física, el comportamiento del fenómeno en alguno de sus aspectos de interés. Y con ella, especificar la veracidad o falsedad de la hipótesis planteada previamente. Con este propósito desarrolló lo siguiente.

a) Definición de las cantidades físicas involucradas
Especifique las cantidades físicas...
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