informe

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH
“Santiago Antúnez de Mayolo”







FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO : FISICA II

TEMA : MÓDULO DE RIGIDEZ DE UN MATERIAL

DOCENTE : Msc. OPTACIANO VASQUEZ GARCIA

ALUMNO : SALAZAR ALVARADO JULIO C.

CODIGO : 071.0709.351


HUARAZ 2010


INTRODUCCIÓN





El trabajo realizado en el laboratorio consiste en poner pesas en un resorte que se encuentra suspendidoen un extremo de una varilla en un soporte universal; posteriormente se hace oscilar al resorte y se toma el tiempo que demora en realizar 10 oscilaciones. Con este procedimiento se calcula la constante elástica del resorte.
Este informe también cuenta con la información requerida por el tema así como todos los cálculos solicitados y necesarios para responder de manera acertada a las preguntasdel cuestionario.










I. OBJETIVOS


1. Determinar la constante elástica de un resorte por el método dinámico.

2. Calcular el módulo de rigidez del hilo de un resorte helicoidal.


II. MATERIALES 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 0.05mm.














Un micrómetro cuya sensibilidad es 0.01 mm.







Pesas ranuradas y portapesas.

















Una balanza

















Un cronómetro.














Un nivel de burbujas.

















III. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL

3.1. Vibraciones Libres De Partículas:

Un método para calcular la constante elástica (k) de un resorte es el método dinámico el que comprende a unmovimiento armónico simple. Para mostrar esto, consideremos un cuerpo de masa m suspendido de un resorte 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 el equipo una distancia a partir de la posición de equilibrio estático y luego se le suelta sin velocidad inicial, el cuerpo se moverá hacia arriba y haciaabajo realizando un M.A.S. de amplitud .

Para determinar el periodo de oscilación del cuerpo m, se aplica la segunda ley de Newton en una posición arbitraria y, esto es:











Por otro lado cuando el cuerpo está en la posición de equilibrio estático, la segunda ley de Newton, se escribe:














Reemplaza la ecuación (2) en (1), resulta:






Haciendo: , la ecuación (3), puedeescribirse en la forma siguiente:





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





Donde: es la amplitud del M.A.S.; es la frecuencia angular y el ángulo de desfaje. El periodo de oscilación de la partícula es :





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







Si se trazauna grafica , la existencia de es el motivo por el cual la curva no pasa por el origen. La ecuación (7) establece un medio como hallar el valor de la constante elástica de un resorte por el método dinámico.


Ley de Hooke:
Esta ley establece que si se aplica una carga externa axial a un cuerpo, el esfuerzo es directamente proporcional a la deformación unitaria, siendo la constante deproporcionalidad el “MODULO ESLASTICO” o “DE RIGIDEZ”, siempre y cuando no se sobrepase el límite de proporcionalidad, esto es:


Donde: es el esfuerzo normal; E es el modulo de elasticidad y es la deformación unitaria.
Si la carga aplicada al cuerpo es tangencial, ésta producirá deformaciones angulares, en estas condiciones la Ley de Hooke establece:



Donde: es el esfuerzo cortante, G es el módulo derigidez y la deformación unitaria por cizalla.


Torsión:

Llámese torsión a la deformación que experimenta una barra fija por uno de sus extremos y el otro sometido a un par (M=Fd) aplicado en un plano perpendicular al eje, como se muestra en la Fig.2. La aplicación de la carga de torsión produce en la barra:

a. Un desplazamiento angular de la sección en un extremo respecto del otro.

b. Origina...