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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ
DPTO. DE ESTUDIOS GENERALES, SECC. DE FÍSICA
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Asignatura: Laboratorio de Física I

LEY DE HOOKE

Vigencia

Elaborado por:

Aprobado por:

Cátedra de Física I

Sección de Física

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DESUCRE”
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Asignatura: Laboratorio de Física I

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Objetivo General
Analizar, con base a evidencias experimentales, la dinámica de un sistema masaresorte dentro del contexto de la Ley de Hooke.
Objetivos Específicos


Determinar analítica y gráficamente el estiramiento por unidad de masadel resorte.



Determinar, basándose en la ecuación teórica del período del sistema masa-resorte, la
aceleración de gravedad.



Obtener, a partir de la gráfica T2(período al cuadrado) vs. M(masa), la masa efectiva
del resorte (m).



Determinar analítica y gráficamente la constante elástica (K) del resorte.
Base Teórica
Ley de Hooke
La Figura 1 a) muestra inicialmente un resorte en estadolibre o natural, suspendido

por uno de sus extremos. Posteriormente al conectársele una masa M, este sufre un
estiramiento l hasta quedar en reposo (Figura 1 b)); en esta condición se puede demostrar
que la deformación experimentada por el resorte es proporcional al peso de la masa
suspendida.
Ahora bien, si al sistema masa-resorte de la Figura 1 b) se aplica una fuerza F, que
ocasiona que la masase desplace una distancia “y” hasta alcanzar el reposo; para esa
condición se cumplirá, que la fuerza ejercida por el resorte sobre la masa (Fuerza
Restauradora) es igual a la fuerza F y viene dada por:
(Expresión de la Ley de Hooke) (1)
Donde “y” es la deformación del resorte medida a partir de la posición de equilibrio del
sistema, mientras que “k” recibe el nombre de constante de fuerza delresorte. Por su parte,
el signo menos (-) indica que la fuerza restauradora del resorte tiene dirección opuesta al
desplazamiento o deformación experimentada por el mismo. Ha de resaltarse que la

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expresión (1) es válida solamente cuando la fuerza externa no exceda el Límite Elástico
del resorte.

M

l
a)

y=0

M
y
F

b)

M
c)

Figura 1. Modelo ilustrativo de la Ley de Hooke.
Movimiento Armónico Simple
Si F de la Figura 1 b) se suspende, el sistema comenzará a oscilar como se muestra en
la Figura 1 c). En esa condición se puede notar que la única fuerza queactuará es la
derivada de la acción restauradora del resorte; de allí que por la Segunda ley de Newton se
obtendrá que:
(2)
Se puede demostrar que la solución de la ecuación diferencial mostrada en (2), viene
dada por:
(3)
Siendo “A” la amplitud de la oscilación, “” la frecuencia angular y “” la fase del
movimiento, o ángulo para t = 0; siendo

.

En la expresión (2) se puede apreciar que laaceleración es proporcional al
desplazamiento de la masa M, y su dirección es opuesta a la dirección del desplazamiento.

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Los sistemas que se comportan de esta formase dice que presentan Movimiento Armónico
Simple.
Ahora bien, si se llama “n” a la extensión del resorte por unidad de masa, se puede
observar lo siguiente:
(4)
La expresión (4) representa la ecuación de una recta que pasa por el origen, cuya
pendiente es “n”, la variable dependiente es “y” y la independiente es “M”. La gráfica de
dicha función se muestra en la Figura 2.
y

n  tg  

y
M
Δy...