Lab - ley de hooke

Resumen
En esta práctica observaremos la ley de la conservación de la energía y Ley de Hooke por medio de un experimento con masas y resortes.

Introducción
La ley de la conservación de la materia es una de las más grandes aportaciones de la ciencia, la cual sostiene que “La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”, esto se resume en que la energía del universo es unaconstante.
En el pasado, se llegó a dudar de la ya antes mencionada Ley de la Conservación de Energía, pero a la larga los hombres de ciencia concluyeron que la energía se puede presentar en diversas formas y es por eso que se dice que la energía se transforma. Es por ello, que el concepto de energía se generalizó para incluir todas las distintas formas existentes, esto incluye las energías cinética ypotencial de los cuerpos las cuales son muy fáciles de percibir.

Objetivo
Comprobar la Ley de Hooke y La Ley de la Conservación de la Energía.

Materiales
Resorte con soporte de masa y regla incorporada, regla de plástico, 5 masas diferentes.
Marco Teórico
I. ¿Qué establece la Ley de Hooke?:
La cantidad de estiramiento o de compresión (cambio de longitud), es directamente proporcionala la fuerza aplicada.
F=Kx
II. ¿Qué es la constante del resorte y de qué factores depende esta constante?
“La constante de proporcionalidad entre la fuerza y el desplazamiento [pendiente de la línea (b)] de un resorte lineal” (Paz, 1991:6).
III. ¿Qué establece la ley de la conservación de la energía?:
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
IV. Investigue:
¿A que es igualla energía potencial del resorte?
Ep=12Kx2
¿Cómo se conserva la energía del resorte?
Cuando el resorte se suelta, éste se mueve con una velocidad “V” y su energía cinética será igual a 12mv2.
¿En qué punto de la oscilación el resorte tiene su máxima y mínima velocidad?
Máxima. Cuando pasa por el punto de restitución.
Mínima. Cuando está en su máxima elongación con velocidad igual a cero.¿En qué punto de la oscilación el resorte tiene su máxima y mínima energía potencial?
Energía potencial máxima. Cuando el resorte alcanza su máxima elongación.
Energía potencial mínima. Cuando al pasar por el punto de restitución, lleva una velocidad máxima.
V. Resulve
Considere un resorte, con una constante k = 10, que cuelga de él una masa m. Su posición de equilibrio (elongación con respectoa su posición inicial en x = 0) es 15cm, se hace oscilar y en una de sus oscilaciones se obtiene una elongación máxima Xmax = 22cm y una elongación mínima Xmin = 8cm (elongación con respecto a su posición inicial en x = 0, NO con respecto a su posición de equilibrio).
b) Trace una gráfica, donde el eje X sea la elongación del resorte (desde Xmin= 8cm, hasta Xmax = 22cm, variando entre ellos de 2en 2 centímetros) y el eje Y sea la energía potencial del resorte en cada punto.
(Gráfica 1)
Elongación del resorte | Energía potencial (kx22) |
0.08 m | 0.032 J |
0.10 m | 0.050 J |
0.12 m | 0.072 J |
0.14 m | 0.098 J |
0.16 m | 0.128 J |
0.18 m | 0.162 J |
0.20 m | 0.200 J |
0.22 m | 0.242 J |

c) Trace una gráfica, donde el eje X sea la elongación del resorte
(desde Xmin= 8cm hasta Xmax = 22cm variando entre ellos de 2 en
2 centímetros) y el eje Y sea la energía cinética en cada punto.

Elongación del resorte | Energía cinética |
0.08 m | 0.210 J |
0.10 m | 0.192 J |
0.12 m | 0.170 J |
0.14 m | 0.144 J |
0.16 m | 0.114 J |
0.18 m | 0.080 J |
0.20 m | 0.042 J |
0.22 m | 0.000 J |
(Gráfica 2)

d) Sume las dos gráfica de tal manera quegrafique elongación contra energía total. ¿Se conservó la energía? Sí

(Gráfica 3)
Energía potencial | Energía cinética | Ec + Ep |
0.032 J | 0.210 J | 0.242 J |
0.050 J | 0.192 J | 0.242 J |
0.072 J | 0.170 J | 0.242 J |
0.098 J | 0.144 J | 0.242 J |
0.128 J | 0.114 J | 0.242 J |
0.162 J | 0.080 J | 0.242 J |
0.200 J | 0.042 J | 0.242 J |
0.242 J | 0.000 J | 0.242 J |...