Práctica de Laboratorio de Física - Ley de Hooke




PRACTICA DE LABORATORIO


1.- OBJETIVOS
Evaluar la constante de elasticidad de un resorte mediante la Ley de Hooke.
Investigar los cambios de energía potencial elástica de un sistema masa – resorte.

2.- MATERIALES:
Un resorte helicoidal.
Un juego de masas.
Un porta masa.
Un soporte universal.
Una balanza de tres brazos.
Una regla graduada.


3.- MARCO TEORICO:
Ley deHooke
Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo.
No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hookeya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.


El Principio de conservación de la energía 
El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; esdecir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.
En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.
Energía Potencial GravitacionalLa energía potencial gravitacional es la energía que posee un objeto, debido a su posición en un campo gravitacional. El uso mas común de la energía potencial gravitacional, se da en los objetos cercanos a la superficie de la Tierra donde la aceleración gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 m/s2. Puesto que el cero de energía potencial gravitacional, puede elegirseen cualquier punto (como la elección del cero de un sistema de coordenadas), la energía potencial a una altura h por encima de ese punto es igual al trabajo que sería requerido para elevar el objeto a esa altura sin cambio neto en su energía cinética. Puesto que la fuerza requerida para elevar un objeto es igual a su peso, se sigue que la energía potencial gravitacional es igual a su pesomultiplicado por la altura a la que se eleva.

donde h es la altura sobre la superficie, y g es el valor de la aceleración de la gravedad en la superficie.







4.- PROCEDIMIENTO

1- Monte el equipo tal y como se muestra en la figura Nª 1 y haga coincidir el extremo inferior del resorte con el cero de la escala graduada o a un punto de ésta que le permita fáciles lecturas, tal comoXo=40cm. Este será el sistema de referencia para medir los estiramientos del resorte.

2- Suspenda la porta pesas del extremo inferior del resorte. Es posible que en estas condiciones se produzca un pequeño estiramiento en el resorte .Si es así, anote la masa la masa del porta pesas y el estiramiento producido en el resorte (Tabla Nª1).

3- Adicione sucesivamente masas y registre losestiramientos del resorte por cada una de ellas. Cuide de no pasar el Límite elástico del resorte.

4- Cuando el Peso máximo que ha considerado este aún suspendido retire una a una las masas y registre nuevamente los estiramientos producidos en el resorte en cada caso.

5- Complete la Tabla Nª1, calculando el promedio de las lecturas y determinando los correspondientes estiramientos de cada masausada.

6- Suspenda ahora una masa de 0.5kg (u otra sugerida por su profesor) del extremo inferior de resorte y mientras la sostiene con la mano hágala descender de tal manera que el resorte se estire unos 2 cm. Registre este valor como X1.

7- Suelte la masa de manera que caiga libremente. Después de dos o más intentos observe la posición aproximada del punto más bajo que caiga registre...