laboratorio fisica

LABORATORIO Nº4
I. LA LEY DE HOOKE
1. OBJETIVO

Comprobar la Ley de Hooke

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

a. Ley de Hooke: Cuando un muelle se comprime o se estira una pequeña cantidad ∆x a causa de un agente externo, esta responde con una fuerza que responde experimentalmente a:




3. MATERIALES
1 Pie estativo.
1 Varilla soporte, 600mm.
1 Nuez doble.
1 Platillo para pesas de ranura,10g.
1 Pesa de ranura, 10g.
1 Pesa de ranura, 50g.
1 Muelle helicoidal, 3N/m.
1 Muelle helicoidal, 20N/m.
1 Pasador.
1 Soporte para tubos de vidrio.
1 Cinta métrica.


4. PROCEDIMIENTO

a. Disponer un estativo con el pie, la varilla soporte y la nuez doble según se muestra en la figura 1. Coloca el pasador en la nuez y cuelga de él el muelle de 3N/m.
b. Coloca el soporte para tubos devidrio en la parte inferior de la varilla, pon la cinta métrica sobre el pie, saca la cinta y sujétala al soporte para tubos.
c. Coloca la cinta métrica de forma que su cero coincida con el final del muelle de 3N/m (ver figura 1).
i. Cuelga el platillo para pesas de ranura (m=10g) del muelle, y anota el alargamiento del muelle ∆l.
ii. Aumenta la masa en pasos de 10g hasta un total de 50g y leelas variaciones de longitud ∆l correspondientes. (Llenar la tabla Nº1)
d. Colocar ahora el muelle de 20N/m en el pasador y coloca el cero de la cinta métrica en su extremo.
i. Cuelga el platillo en el muelle, con un amasa de 10g (suma 20g), y lee el alargamiento ∆l.
ii. Aumente la masa en pasos de 20g gasta llegar a un total de 200g y determine los correspondientes alargamientos. (Llenar latabla Nº2)



FIGURA 1. Montaje experimental.

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS

a. Calcule a partir de las masas, las fuerzas por peso Fg. Llena las tablas 1 y 2, con los datos obtenidos realizar un diagrama (∆l vs Fg).
b. Determinar el factor de proporcionalidad entre Fg y ∆l, de los diagramas obtenidos, explique el significado físico de estas.
c. Calcule el error porcentual del valorexperimental de la constante de proporcionalidad.


Masa m (g)
Fuerza por peso Fg (N)
Alargamiento ∆l (cm)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA 1. Muelle de 3N/m.

Masa m (g)
Fuerza por peso Fg (N)
Alargamiento ∆l (cm)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA 2. Muelle de 20N/m.

6. CUESTIONARIO

a. ¿Qué se puede deducir delos diagramas obtenidos?
b. ¿En qué se diferencian los dos muelles?
c. ¿El alargamiento ∆l es proporcional a la masa m? ¿Por qué?
d. Explique brevemente el funcionamiento de un dinamómetro.














II. PARALELOGRAMO DE FUERZAS

1. OBJETIVOS

Estudio gráfico del equilibrio de tres fuerzas independientes.
Estudio analítico del equilibrio de fuerzas, con orientaciónsimétrica de las fuerzas F1 y F2.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Fuerzas son vectores, es decir, que se suman de acuerdo con las leyes de la adición vectorial. Interpretando gráficamente, el punto inicial del segundo vector se desplaza hasta el punto final del primer vector. La flecha desde el punto inicial del primer vector hasta el punto final del segundo vector representa el vector resultante. Si seconsideran ambos vectores como los lados de un paralelogramo, el vector resultante será entonces la diagonal del paralelogramo (ver figura 1).

FIGURA 1. Adición vectorial de fuerzas.
En un equilibrio de fuerzas, la suma de las fuerzas aisladas cumple la condición:
F1 + F2 + F3 = 0 ………….(i)
Es decir que la fuerza –F3 es igual a la suma vectorial de las fuerzas F1 y F2 (ver Fig. 2):
−F3 = F = F1+ F2 ………………(ii)
Para la componente vectorial paralela a la suma F se cumple
−F3 = F = F1 ⋅cosα1 + F2 ⋅cosα2 ………………..(iii)
y para la componente perpendicular a ella
0 = F1⋅ sinα1 + F2 ⋅ sinα2 ………………………(iv)
Las ecuaciones (3) y (4) describen la adición vectorial analíticamente. Para la comprobación experimental es conveniente fijar la fuerza F3 en el ángulo 0.

FIGURA 2. Determinación de...