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Universidad Tecnológica de México

Campus Atizapán


MATERIA: CINEMÁTICA Y DINÁMICA





ÁREA: INGENIERÍA

CUATRIMESTRE: TERCERO



PRÁCTICA No. 3
Trabajo y Energía






Objetivo.
Determinar experimentalmente la gráfica del comportamiento de la fuerza de un resorte (FK) en función de su deformación. Obtener experimentalmente el valor numérico del coeficiente de friccióndinámico md entre dos superficies secas, mediante la aplicación del método del trabajo y la energía, así como también, cuantificar las pérdidas de energía mecánica que se producen por el efecto de la fuerza fricción. Calcular la rapidez instantánea de un bloque durante su movimiento en una determinada posición durante su trayectoria.

NORMAS DE SEGURIDAD:
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INVESTIGACIÒN PREVIA:
1. ¿Qué es un resorte de compresión y un resorte de elongación?
2. Explica la ley de Hooke, para resortes.
3. Defina los siguientes conceptos: elasticidad, límite elástico, esfuerzo, deformación, tensión y compresión.
4. ¿Cuál es la ecuación del trabajo y la energía?
5. ¿A qué se le conoce como “Módulo de elasticidad” y cuáles su ecuación?
6. ¿De qué parámetros depende la elasticidad de un resorte?

EQUIPO:

1 Plano laminado plástico
1 Resorte
1 Soporte universal
1 Dinamómetro
1 Bloque de madera
1 Flexómetro
2 Metros de hilo delgado
1 Marco de poleas

MARCO TEÓRICO:

Los estudios de mayor interés que se realizan en el análisis de la resistencia de materiales requieren, de manera inevitable, un rigurosotratamiento experimental; tal es el caso de la determinación de las relaciones entre las fuerzas y las deformaciones- propiedades que poseen los materiales, las cuales pueden ser obtenidas, exclusivamente mediante ensayos en laboratorio.
A la relación lineal entre fuerzas y deformaciones (o bien entre esfuerzos y deformaciones) se le conoce como ley de Hooke, la cual constituye un aspecto fundamental enel estudio de los fenómenos mecánicos donde se involucra el uso de resortes lineales. En ésta práctica se obtendrá, experimentalmente, la ley de Hooke para un resorte lineal, con el objeto de propiciar en el alumno, el empleo de procedimientos prácticos, los cuales permiten evitar el uso de ciertas consideraciones teóricas, no deseables, acerca de las relaciones que tienen las propiedades de unresorte lineal, a saber: tipo de material, estructura interna, y composición, número de espiras, longitud, etc.

DESARROLLO:

Experimento No. 1: Calcular la constante k de un resorte.

Para calcular la constante de un resorte es necesario obtener un conjunto de parejas de valores (x, Fk) de un resorte, procediendo de la siguiente manera:

Se sujeta el extremo “A” del resorte de la barra de laplaca de sujeción. Al extremo “B” del resorte se le sujeta un dinamómetro tal como lo indica la figura No. 1.

Mide la longitud del resorte sin estirar de espira a espira.

Longitud resorte sin estirar = _________ cm.



Figura No. 1


El siguiente paso consiste en que utilizando el dinamómetro, ejerzas una fuerza “F” lo suficientemente grande que elonge o estire el resorte y que estedentro del rango máximo del dinamómetro y que el resorte pueda regresar este a su longitud original. Tomarás el valor de esta fuerza en Newtons.
Llamaremos a esta fuerza, fuerza máxima, entonces a este valor máximo lo dividirás entre 10 y obtendrás los diez valores de Fk para llenar tu tabla 1.

TABLA I

Parejas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Fk (N)










x (cm)











Una vez que tengas la fila devalores de Fk, con el dinamómetro irás jalando el resorte hasta obtener el primer valor de Fk, y en ese punto medirás la longitud del resorte de espira inicial a espira final, y notarás que su longitud aumentó “x” centímetros con respecto a su longitud original. Para obtener su valor restaras a esta longitud su longitud original sin estirar y obtendrás en primer valor de “x” de la tabla....