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FÍSICA TÉRMICA Y ONDULATORIA
PRÁCTICA Nº 1
ELASTICIDAD: MÓDULO DE YOUNG
OBJETIVO
Verificar la Ley de Hooke en el caso de la flexión
y determinar el Módulo de
Young del material utilizado.MATERIAL
Barra o varilla, soportes, colección de pesas, regl
a graduada, nivelador horizontal,
calibrador o pie de rey.
FUNDAMENTO
Se dice que un cuerpo experimenta una
deformación elástica
cuandorecupera su
forma inicial al cesar la fuerza que produjo la def
ormación. Robert Hooke (1635-1703)
realizó numerosos experimentos para estudiar la ela
sticidad de los materiales y, a partir
desus observaciones experimentales, llegó a enunci
ar la ley que lleva su nombre: Para un
material elástico, dentro de los límites de elastic
idad, la deformación es proporcional a la
fuerza aplicada.Las características elásticas de una material homo
géneo e isótropo quedan
definidas por el conocimiento de su
módulo de Young
,
Y
, entre otros.
Cuando se flexiona una varilla, éstaexperimenta u
n alargamiento por su parte
convexa y una contracción por la cóncava. El compor
tamiento de la varilla está
determinado por el módulo de Young del material del
que está hecha; de modo queel
valor de dicho módulo puede determinarse mediante e
xperimentos de flexión.
Utilizaremos una varilla de sección transversal re
ctangular apoyada sobre soportes
delgados y/o cuchillas por susdos extremos. Si apl
icamos una fuerza vertical
F
hacia
abajo, en el punto medio de la varilla, la deformac
ión elástica que ésta experimenta se
traduce en un descenso de dicho punto, llamadoflecha de flexión
o simplemente flexión,
S
. Según la Ley de Hooke, la fuerza F es
proporciona
l a la flexión S, esto es:
F = k S,
(1)
donde la constante de proporcionalidad
k
(
constanteelástica
) depende de las
características geométricas de la varilla y del mód
ulo de Young, Y, del material. El
análisis de este fenómeno por resistencia de materi
ales demuestra que (Ver el texto:...