Laboratorio De Física: Problemas Energéticos Elásticos

FACULTAD DE INGENIERÍA
PRÁCTICA N°: 5
TEMA: Problemas Energéticos Elásticos

1. OBJETIVOS

* Determinar la energía la energía potencial elástica en un experimento.
* Determinar las características de la energía elástica.
* Encontrar cuales son las relaciones que existen entre la fuerza elástica y el desplazamiento mediante la realización de un experimento.

2. TEORÍAElasticidad:

Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto, y el objeto regrese a su forma original cuando cesa la deformación.
Los materiales no deformables se les llaman inelásticos (arcilla, plastilina).
Si se estira o se comprime mas allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado, a esto se le llama límite elástico.* Ley de Hook: Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material. Cuando un peso jala y estira a otro y cuando sele quita este pese y regresa a su tamaño normal decimos que es un cuerpo elástico.

La energía de deformación (cambio de tamaño) o energía potencial elástica Ukasociada al estiramiento del resorte viene dada por:


3. MATERIAL EMPLEADO

* Dos resortes con diferente constante de elasticidad.
* Masas.
* Soportes.
* Regla.

4. PROCEDIMIENTO

Comenzamos el laboratorio armando el sistema con el que sostendremos los resortes. Al tenerlo armado colocamos el resorte delgado en el soporte y le agregamos masas de 10g a 50gaumentando 10g cada vez. En la tabla de valores colocamos el valor de alargamiento que sufre el resorte.
Con los datos obtenidos anteriormente completamos la tabla de valores realizar las graficas de peso en función del alargamiento. Calculamos la pendiente que corresponde a la constante de elasticidad del resorte.
Repetimos el mismo procedimiento para el resorte grueso, pero esta vez usandomasas de 100g a 500g aumentando 100g cada vez. Anotamos los datos en la tabla de valores y realizamos las graficas correspondientes.

5. CALCULOS

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TABLA I

Resorte delgado:
* Tamaño original del resorte: 8.4cm

masa (kg) | y (cm) | y (m) | Peso P=m.g (N) | | |
0,010 | 2.2 | 0.022 | 0.098 | 4.45 | 1.076x10-3 |
0,020 | 4.4 | 0.044 | 0.196 | 4.45 | 4.307x10-3 |
0,030| 6.6 | 0.066 | 0.294 | 4.45 | 9.692x10-3 |
0,040 | 8.9 | 0.089 | 0.392 | 4.40 | 1.7426x10-2 |
0,050 | 11.2 | 0.112 | 0.49 | 4.375 | 2.7471x10-2 |

TABLA II

Resorte grueso:
* Tamaño original del resorte: 18.1cm

masa (kg) | y (cm) | y (m) | Peso P=m.g (N) | | |
0,10 | 2 | 0.02 | 0.98 | 49 | 9.8000x10-3 |
0,20 | 4.5 | 0.045 | 1.96 | 43.55 | 4.3892x10-2 |
0,30 | 6.8 |0.068 | 2.94 | 43.23 | 9.9948x10-2 |
0,40 | 8.8 | 0.088 | 3.92 | 44.54 | 1.7246x10-1 |
0,50 | 11.3 | 0.113 | 4.9 | 43.36 | 2.7683x10-1 |

6. RESPONDA

6.1. ¿Cómo son las fuerzas del resorte y del peso aplicado en magnitud,             dirección y sentido?
- Como el sistema se encuentra en equilibrio la fuerza ejercida por el peso será de igual magnitud y dirección pero de sentidocontrario a la fuerza ejercida por el resorte.

6.2. ¿Qué representa la pendiente calculada en el caso de este problema        energético elástico?
- La pendiente representa la constante de elasticidad del resorte.

6.3. ¿Cómo es el valor de k en relación con la rigidez de los resortes?
- El valor de k es mayor si el resorte que se usa es más grueso el cual tiene mayor rigidez, y menor si elresorte es delgado por los valores que se obtuvieron en la práctica.

6.4. ¿De qué manera influye el grosor del resorte en la constante elástica k?
- En la practica se puede observar que los valores de k varían dependiendo de del grosor del resorte por lo que se puede decir que la constante de elasticidad es mayor si el grosor del elástico es mayor.
6.5. Demuestre la expresión que permite...