Resotes

DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DE UN RESORTE

DANIEL FERNADO PANESSO GIRALDO
DAVID ESCOBAR MENA
JARLIS GALVIS

UNIVERSIDAD DEL VALLE, A.A.25360, CALI; FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD BACTERIOLOGIA Y LABORATORIO CLINICO

RESUMEN
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El objetivo de esta experiencia es la determinación de la constante elástica de un resorte, o muelle, mediante el procedimiento estático. Sisobre un resorte, colocado verticalmente, y atado del extremo superior, se colocan diferentes cantidades de masa de su extremo libre, se irán produciendo distintos alargamientos que serán proporcionales a los pesos de dichas masas. La relación entre los alargamientos producidos en el resorte y las fuerzas aplicadas, viene dada por la ley de Hooke, a través de la constante de elástica del resorte.Para esta experiencia disponemos de un resorte metálico helicoidal, de constante elástica desconocida, un juego de masas con forma de disco, de 10 gramos cada una y un soporte, también de 10 gramos, en el que se colocan las distintas masas. Este soporte se cuelga del extremo libre del resorte. También disponemos de un soporte vertical con base para poder fijar el resorte, y así mismo, una reglagraduada con dos marcadores para poder medir los diferentes alargamientos.

INTRODUCCION
Un resorte no es más que un muelle de forma helicoidal (de alambre u otro material análogo). Si el resorte se encuentra fijo por uno de sus extremos y aplicamos una fuerza longitudinal al resorte (es decir, a lo largo de la dirección del muelle), este se deforma bien alargándose o bien comprimiéndosedependiendo del sentido de la fuerza aplicada. La ley de Hooke establece que la deformación del muelle es proporcional a la fuerza aplicada siempre que no se sobrepase el limite de elasticidad del resorte (es decir, siempre que las deformaciones sean relativamente pequeñas). Consideremos un resorte no deformado en equilibrio. Apliquemos una fuerza F continuada sobre el resorte de forma que siga enequilibrio. Sea x la deformación que experimenta el resorte. En esta nueva situación de equilibrio, la suma de las fuerzas que actúan sobre el resorte debe ser nula. Además de la fuerza aplicada F sobre el resorte debe actuar otra fuerza igual y de sentido contrario. Dicha fuerza se denomina fuerza elástica, Fel. Se tiene que:
F + Fel = 0 = F - Fel = 0 (1)
Dado que la fuerza deformadora (F)y la deformación son proporcionales, y según la condición de equilibrio:
Fel = -k. x (2)

Que es otra forma de expresar la ley de Hooke. Dicha fuerza se denomina también fuerza recuperadora, ya que si dejara de actuar la fuerza externa F (el resorte ya no estaría en equilibrio) la fuerza elástica que actúa sobre el resorte tiende a que este recupere su formanatural (no deformado). La constante k que aparecen en la ley de Hooke (2) se denomina constante elástica del resorte, siendo su unidad en el SI N ∕m. Dicha constante depende de la naturaleza del resorte. Evidentemente, cuanto mayor sea k, mayor seria la fuerza que hubiera que realizar sobre el resorte para producir una deformación dada.

DISCUCION TEORICA
La relación entre el esfuerzo y ladeformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias molecularescambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio, si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el...