Constante Elastica

CONSTANTES ELÁSTICAS DE LOS MATERIALES
EXPERIENCIA N° 01



I. OBJETIVO

• Observar las características y condiciones de un resorte en espiral
• Determinar la constante elástica del resorte en espiral




II. MATERIALES / EQUIPOS

2 Soporte Universal 1 Resorte en espiral de acero
1 Regla graduada de 1m de longitud 1 Juego de pesas más porta pesas1 Regla metalica de 60cm de longitud 2 Sujetadores (nuez o clamp)
1 Balanza de precisión de 3 ejes 1 varillas cuadradas de metal
1 pinza

FUNDAMENTO TEÓRICO


Los sólidos cristalinos en general tienen una característica fundamental denominada “Coeficiente elástico” que aparece como consecuencia de la aplicación de fuerzas externas de tensión o compresión, que permitenal cuerpo de sección transversal uniforme, estirarse o comprimirse.


Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica cuando recupera su forma inicial al cesar la fuerza que la produjo. Para poder comprobar este hecho notable, usaremos un resorte en espiral al cual aplicaremos masas sucesivas y de acuerdo a la Ley de Hooke:


F = -( x


Hallaremos su constanteelástica “k”, la cual se obtendrá como la pendiente de la gráfica F vs x, donde F es la fuerza aplicada y x el estiramiento del resorte en espiral desde su posición de equilibrio.






Las características elásticas de un material homogéneo e isotrópico quedan completamente definidas si se conocen las constantes elásticas: Modulo de Young (E) y el Coeficiente de Poisson (()Cuando, se flexiona una varilla, experimenta un alargamiento por su parte convexa y una contracción por la cóncava. El comportamiento de la varilla está determinada por el módulo de Young del material de que está hecha, de modo que el valor de dicho modulo puede determinarse mediante experimentos de flexión.


Utilizaremos una regla metálica, se sección transversal rectangular apoyadosobre dos extremos. Si se aplica una fuerza vertical (F) en el punto medio de la regla, la deformación elástica que está experimenta es un descenso de dicho punto, llamado flexión (s) que, por la ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada:


s = ( F


siendo k, la constante elástica, que depende de las dimensiones geométricas de la varilla y del módulo de Young (E) delmaterial.


[pic]

siendo: L la longitud de la varilla
a: el ancho de la varilla
b: la altura o espesor de la misma

Si F se mide en Kg. Y todas las longitudes en mm, entonces el módulo de Young se expresará en Kg/mm2.










III. PROCEDIMIENTO


MONTAJE 1

Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.

1.Utilice la balanza para determine los valores de las masas del resorte y del porta pesas.
|M m (Resorte) = ……… |
|m (Porta pesas) = ………. |






¿Cree Ud. que le servirá de algo estos valores? ¿Por qué?....................................................................................................................................................................................................................................

2. Cuelgue al resorte de la varilla y anote la posición de su extremo inferior.


Posición 1: ……………..


3. Luego, coloque la porta pesas en el extremo inferior del resorte y anote la posición correspondiente.


Posición 2: ……………..4. Seguidamente, coloque una pesa pequeña [pic] en la porta pesas y anote la posición correspondiente.


Posición 3: ……………..


Marque con un aspa cuál será en adelante su posición de referencia.


|1 |  | |2 |  | |3 |  |








¿Por qué considera dicha posición?...