estudiante

Universidad nacional
“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS
SECCIÓN DE FÍSICA

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FISICA II

PRACTICA N° 01 “MODULO DE RIGIDEZ DE UN MATERIAL”SECCIÓN DE FÍSICA


CURSO: FISICA II

PRACTICA DE LABORATORIO









MODULO DE RIGIDEZ DE UN MATERIAL


I. OBJETIVO(S):

I.1. Determinar la constante elástica de un resorte por el método dinámico.
I.2. Calcular el módulo de rigidez del hilo de un resorte helicoidal.II. MATERIAL A UTILIZAR:

Un resorte helicoidal.
Un soporte universal con dos varillas de hierro y una nuez.
Una regla graduada en milímetros.
Un vernier cuya sensibilidad es de 0.05 mm.
Un micrómetro cuya sensibilidad es de 0.01 mm.
Pesas ranuradas y portapesas.
Una balanza.
Un cronómetro.
Unnivel de burbujas.

III. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL:

III.1. Vibraciones Libres de Partículas:

Un método para calcular la constante elástica (k) de un resorte es el método dinámico el que comprende un movimiento armónico simple. Para mostrar esto, consideremos un cuerpo de masa m suspendido de unresorte tal como se muestra en la Fig.1.







Fig.1 Instalación del equipo para hallar la constante elástica k de un resorte.

- Si se desplaza al cuerpo una distancia ym a partir de la posición de equilibrio estático y luego se suelta sin velocidad inicial, el cuerpo se moverá hacia arriba yhacia abajo realizando un M.A.S. de amplitud ym .
- Para determinar el periodo de oscilación del cuerpo m, se aplica la segunda ley de newton en una posición arbitraria y esto es:

y
...(1)

Por otro lado cuando el cuerpo está en la posición de equilibrio estático, la segunda ley de newton, se escribe:…(2)

Reemplazando la ec. (2) en (1), resulta:

…(3)

Haciendo , la ecuación (3), puede escribirse en la forma siguiente:

...(4)

La ecuación (4) constituye la ecuación diferencial que describe el movimiento armónico simple y su solución tiene la forma:

...(5)


Donde:, es laamplitud del M.A.S.
, es la frecuencia angular.
, el angulo de desfasaje.
El periodo de oscilación de la partícula es:

…(6)

Si se considera la masa efectiva del resorte (mrf), la ecuación se escribe de la forma:

…(7)


Si se taza una grafica: T2 vs mla existencia (mrf), es el motivo por el cual la curva no pasa por el origen. La ec. (7) establece un medio como hallar el valor de la constante elástica de un resorte por el medio dinámico.


III.2. Ley de Hooke:
Esta ley establece que si se aplica una carga axial a un aun cuerpo, el esfuerzo esdirectamente proporcional a la deformación unitaria, siendo la constante de proporcionalidad el “MODULO ELASTICO” o “DE RIGIDES”, siempre y cuando no se sobrepase el límite de proporcionalidad, esto es:

…(8)

Donde: es el esfuerzo normal, E es el modulo de elasticidad y es la deformación unitaria....