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MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II 8ª Edición

DAFI – FCF – UNMSM

CONSTANTES ELÁSTICAS DE LOS MATERIALES
EXPERIENCIA N° 01

I.

OBJETIVO
• Observar las características y condiciones de un resorte en espiral
• Determinar la constante elástica del resorte en espiral

II.

MATERIALES / EQUIPOS
2 Soporte Universal
1 Regla graduada de 1m de longitud
1 Regla metalica de 60cm delongitud
1 Balanza de precisión de 3 ejes
1 pinza

1 Resorte en espiral de acero
1 Juego de pesas más porta pesas
2 Sujetadores (nuez o clamp)
1 varillas cuadradas de metal

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Los sólidos cristalinos en general tienen una característica fundamental denominada
“Coeficiente elástico” que aparece como consecuencia de la aplicación de fuerzas
externas de tensión ocompresión, que permiten al cuerpo de sección transversal
uniforme, estirarse o comprimirse.
Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica cuando recupera su
forma inicial al cesar la fuerza que la produjo. Para poder comprobar este hecho
notable, usaremos un resorte en espiral al cual aplicaremos masas sucesivas y de
acuerdo a la Ley de Hooke:
F = -κ x
Hallaremos su constante elástica“k”, la cual se
obtendrá como la pendiente de la gráfica F vs x,
donde F es la fuerza aplicada y x el estiramiento
del resorte en espiral desde su posición de
equilibrio.

F(N)

k=cte.=pendiente=∆F/∆x

∆F
∆x
x(m)

Las características elásticas de un material homogéneo e isotrópico quedan
completamente definidas si se conocen las constantes elásticas: Modulo de Young (E) y
elCoeficiente de Poisson (σ)
Cuando, se flexiona una varilla, experimenta un alargamiento por su parte convexa y
una contracción por la cóncava. El comportamiento de la varilla está determinada por
el módulo de Young del material de que está hecha, de modo que el valor de dicho
modulo puede determinarse mediante experimentos de flexión.

Exp. N° 01 CONSTANTE ELASTICA DE UN RESORTE

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Utilizaremos una regla metálica, se sección transversal rectangular apoyado sobre dos
extremos. Si se aplica una fuerza vertical (F) en el punto medio de la regla, la
deformación elástica que está experimenta es un descenso de dicho punto, llamado
flexión (s) que, por la ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada:
s=κF
siendok, la constante elástica, que depende de las dimensiones geométricas de la
varilla y del módulo de Young (E) del material.
s=

1 L3
F
4 E ab 3

siendo: L la longitud de la varilla
a: el ancho de la varilla
b: la altura o espesor de la misma
Si F se mide en Kg. Y todas las longitudes en mm, entonces el módulo de Young se
expresará en Kg/mm2.

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE 1

Monte elequipo,
experimental.
1.

como

muestra

el

diseño

Utilice la balanza para determine los valores de
las masas del resorte y del porta pesas.
M m (Resorte)

= ………

m (Porta pesas) = ……….
¿Cree Ud. que le servirá de algo estos valores?
¿Por qué?
..........................................................................................................................................................
..........................................................................
2.

Cuelgue al resorte de la varilla y anote la
posición de su extremo inferior.
Posición 1: ……………..

3.

Luego, coloque la porta pesas en el extremo inferior del resorte y anote la posición
correspondiente.
Posición 2: ……………..

4.

Seguidamente, coloque una pesa pequeña [m = ......kg
anote la posición correspondiente.

]

en la porta pesas y

Posición 3: ……………..
Exp. N° 01 CONSTANTE ELASTICA DE UN RESORTE

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Marque con un aspa cuál será en adelante su posición de referencia.
1

2

3

¿Por qué considera dicha posición? ........................................................
5....