Sistema De Dos Resortes Colocados En Serie

TPN°12: SISTEMA DE DOS RESORTES COLOCADOS EN SERIE

Introducción teórica

El elemento fundamental de mi experiencia es el resorte. Por eso, voy a empezar por definirlo como, un dispositivo fabricado con un material elástico (generalmente alambre) enrollado en forma helicoidal que dentro de un rango de fuerzas aplicadas tiene un comportamiento lineal: su deformación es proporcional a lafuerza que se le aplique. El comportamiento lineal mencionado no es otra cosa que lo enunciado por Robert Hooke, en la que se conoce como Ley de Hooke (ver figura).
donde k es una constante del resorte que depende del diámetro del mismo, su longitud, el material, etc. y x es la deformación que sufre el resorte. El signo menos se justifica ya que la fuerza siempre se opone almovimiento.
De la expresión, se deduce que: * si la deformación es negativa (o sea que el resorte está comprimido), la fuerza resulta positiva, * si la deformación es positiva (o sea que el resorte está estirado), la fuerza resulta negativa y * si la deformación es nula (se dice que el resorte está en su posición de equilibrio), la fuerza también es nula. O sea que la fuerza elástica es unafuerza que varía con la posición.
Lo que puntualmente, me incumbe en esta experiencia no es el estudio de un sistema resorte + masa común y ya conocido en los trabajos anteriores de laboratorio, si es el estudio de un sistema de dos resortes en configuración en serie + masa (ver figura).
Como se ve claramente, la deformación equivalente será igual a la suma de la deformación individualque sufra cada resorte. Esto es, x1 + x2 = xequiv (1). Además, aplicando la primer ley de Newton de la dinámica, se puede plantear que ya que el sistema se supone en equilibrio.
|Desarrollando: |Ahora, Reemplazando en (1), podemos obtener: |
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Luego, la constante de un resorte equivalente a los dos colocados en serie valdrá:

En la experiencia que paso a explicar en elsiguiente párrafo se intentará comprobar este resultado obtenido.
Primero se calculará la constante de cada resorte aislado con un método similar al usado en el trabajo práctico 7 (estático). Después se analizará el sistema con los dos resortes colocados en serie y se obtendrá una constante, que será kequiv en las fórmulas anteriores. Por último, se verificará que se cumpla la relación:

Desarrollode la experiencia

Consiste en estudiar la relación entre carga y alargamiento para luego determinar k con el menor error posible.
a) Se observa la verticalidad del resorte con una regla (o instrumento similar) y la aproximación con que se medirán los alargamientos.
b) Se coloca un peso inicial po y se lee la longitud lo. Esto es necesario para que se produzca la separación de las...