informe ley de Hooke


Resumen

Este informe es realizado con el fin de describir, estudiar y analizar el comportamiento de una fuerza aplicada sobre un cuerpo por medio de la ley de Hooke, con el uso de metodologías y materiales del laboratorio que permiten desarrollar esta experiencia. Haciendo uso de resortes, se registran las distancias de estiramiento a medida que se le aplican diferentes fuerzas, en este casoel peso (W). Al finalizar la práctica se realiza una tabla con los datos obtenidos para así hacer los gráficos para entender completamente cómo se comporta un resorte. Estos procedimientos se llevaron a cabo en el laboratorio de física de la Universidad de Córdoba, ubicado en la sede principal de la misma.

TEORÍA RELACIONADA

Las fuerzas no solo provocan cambios en el estado de movimiento de loscuerpos, también pueden ocasionar deformaciones en ciertos materiales y objetos. Por ejemplo al aplicar una fuerza en uno de los extremos de un resorte, este se deforma, aumentando su longitud. Ver Fig 1.

FIGURA 1. DEFORMACION GENERADA POR UNA FUERZA APLICADA A UN CUERPO.


Este tipo de situaciones se relacionan con la ley que rige las deformaciones elásticas, publicada en el siglo XVII porel físico ingles Robert Hooke (1635-1703) conocida como Ley de Hooke. Esta permite afirmar que, la longitud de la deformación producida por una fuerza es proporcional a la intensidad de dicha fuerza.[1]

La proporcionalidad entre la fuerza aplicada y la longitud de deformación se puede demostrar al tomar la medida de distintos alargamientos con distintas fuerzas a un resorte determinado y alcalcular el cociente entre la fuerza y la longitud, se obtiene el mismo valor, es decir, una constante.[2]

En la relación (1), k recibe el nombre de constante elástica del resorte; es una medida de la rigidez del mismo por lo que en caso de resortes rígidos se tendrán valores grandes de k en cambio en resortes suaves serán valores pequeños, F corresponde a la fuerza aplicada y x los alargamientosdel resorte.[1] La expresión existente para la ley de Hooke es:

El signo negativo indica que la fuerza es conservativa, u opuesta a la fuerza externa que lo deforma. Si la fuerza aplicada sobrepasa cierto valor, el cuerpo no podrá volver a su forma original después de suprimir esa fuerza. Entonces se dice que el cuerpo ha adquirido una deformación permanente. Esta ley solo es válida en el casolímite de pequeños desplazamientos.[3]

ASPECTO EXPERIMENTAL


MATERIALES

Materiales
Referencia
Cantidad
Trípode.
P02002.55
1
Base.
P02006.55
1
Varilla de soporte L = 1000mm.
P02028.55
1
Pasador.
P03949.00
1
Cursores.
P02201.00
2
Porta pesas.
P02204.00
1
Pesas con ranura 10g.
P02205.01
Varias
Pesas con ranura 50g.
P02206.01
Varias
Resortes helicoidales diferentes.
---------------
3
Cinta métricaL = 1000mm.
P03001.00
1



PROCEDIMIENTO

Para el desarrollo de la práctica de la ley de Hooke se trabajó con 2 resortes helicoidales diferentes, un trípode, una base, una varilla de soporte, un pasador, cursores un porta pesas cuya masa es de 10 g y pesas con ranuras de 10g y 50g; con estos se hizo el montaje de la figura (Fig 2.). Se colgó un resorte en el pasador, se determinó su longitud antesañadir peso al porta pesas, variando así la longitud del resorte a, medida que se incrementó el peso (aumentando 10g por cada medida) se registró la medida correspondiente a este con cuidado de no deformar el resorte así de la misma manera se procedió con el segundo resorte pero a este sumando 30g a medida que se tomaban las respectivas longitudes.



Figura 2. Montaje realizado.RESULTADOS

Resorte 1

Distancia del resorte = 15,5 cm
M(g)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
X(cm)
3,70
6,70
9,9
13,2
16,1
19,2
22,4
25,7
28,5
31,8


Resorte 2

Distancia del resorte = 20 cm
M(g)
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
X(cm)
1,8
3,1
4,6
6,1
7,6
9,2
10,5
12,1
13,8
15



PREGUNTAS

1. Mida los valores , la magnitud de esta cantidad corresponde a los estiramientos de los resortes. Use la...