Informe de Laboratorio Ley de Hooke IB

Ley de Hooke
(OPD y CE)

1. Introducción
En este experimento se estudiará la relación entre la fuerza F, que actúa sobre un muelle y el alargamiento de este originado por la fuerza. Por lo tanto se necesita saber acerca de ciertos conceptos, en este caso lo que significa la “ley de Hooke”.
Ley de Hooke: La ley de Hooke, diseñada para casos de estiramiento longitudinal, afirma que elalargamiento unitario que experimenta un material elástico (resortes) es directamente proporcional a la fuerza aplica F.

2. Diseño, Objetivos y Procedimiento

2.1: Definición del problema y selección de las variables:
Variable independiente: Fuerzas “F”
Variable dependiente: Alargamiento del resorte “S”
Variables controladas: Temperatura, presión, etc.

¿Hasta qué punto la fuerza aplicadasobre un resorte produce en él una deformación directamente proporcional a ella?

2.1.1: Objetivo General:
Demostrar la ley de Hooke.

2.1.2: Objetivos específicos:
Determinar la constante ‘K’ de la deformación del muelle helicoidal.
Verificar la relación de proporcionalidad entre las variables fuerza y alargamiento.


2.2. Controlde variables
Para controlar las variables, se diseñó un método que consistía en el uso de los siguientes materiales:
1 Varilla soporte con roscas externa e interna
1 Varilla soporte con rosca externa
1 Varilla soporte, corta
1 Nuez doble
1 Muelle helicoidal
1 Balanza digital (Δm = ±0.1 g)
1 Pesa 24.7 g
1 Pesa 49.5 g
1 pesa de 100.3 g
1 Brazo de balanza
2 Índices
1 Pie magnético
1Regla milimétrica (ΔS = ±0.001 m)
1 Placa base SEA (U8408035)

2.3: Desarrollo de un método de obtención de datos:
1. Enroscar la varilla soporte con roscas interna y externa en la placa base y alargar con la varilla soporte con rosca externa.
2. Montar la varilla soporte corta utilizando la nuez doble y colgar de ella el muelle helicoidal.
3. Fijar el brazo de balanzaperpendicularmente en el pie magnético.
4. Colocar una hoja de papel entre la placa base y el pie magnético para ser desplazados más fácilmente.
5. Colocar verticalmente el brazo de la balanza en tal posición que los datos de la altura puedan ser bien leídos desde el extremo inferior del muelle.
6. Fijar el índice superior en el punto cero del brazo de balanza.
7. Desplazar la nuez doble haciaarriba o hacia abajo hasta que la punta del índice coincida con el extremo inferior del muelle.
8. Cargar el muelle secuencialmente con las pesas de menor a mayor peso.
9. Marcar cada vez con el segundo índice la altura del extremo inferior del muelle.
10. Medir el alargamiento “s” del muelle en tres muestras diferentes para cada valor de masa “m”.
11. Anotar los valores en la tabla deconsideración necesaria.


No.
Masa "m" /g
Alargamiento del resorte "S" /cm
 
Δm = ± 0.1 g
ΔS = ± 0.1 cm
 
 
S1
S2
S3
1
 
 
 
 
2
 
 
 
 
3
 
 
 
 
4
 
 
 
 
5
 
 
 
 



3. Obtención y procesamiento de datos:

3.1. Registro de datos brutos:
Tabla 1:
No.
Masa "m" /g
Alargamiento del resorte
"S" /cm
 
Δm = ±0.1 g
ΔS = ± 0.1 cm
 
 
S1
S2
S3
1
24.7
3.7
3.6
3.6
2
49.5
8.8
8.9
8.8
3
74.2
12.5
12.5
12.4
4
100.3
20.3
20.3
20.5
5
125.0
24.0
23.9
24.1



3.2. Procesamiento de datos
En primer lugar, se debe convertir los datos de centímetros a metros. Para esto es necesario emplear la siguiente conversión:


Para hallar el promedio del alargamiento del muellehelicoidal para cada caso, se utilizó la siguiente fórmula:






Así sucesivamente, a través de esta fórmula se hallaron los promedios para los demás valores.
Tabla 2:
No.
Masa "m" /g
Alargamiento del resorte "S" /m
Promedio
 
Δm = ± 0.1 g
ΔS = ± 0.001 m
ΔS = ± 0.001 m
 
 
S1
S2
S3
 
1
24.7
0.037
0.036
0.036
0.036
2
49.5
0.088...