Ley de Hooke

FISICA I

2014-0

LABORATORION Nro. 4 – LEY DE HOOKE
I. OBJETIVOS
 Verificar experimentalmente la ley de Hooke.
 Determinar la constante de elasticidad de un resorte aplicando dicha ley.
 Determina la energía potencial elástica.
II. FUNDAMENTO TEORICO
Hay muchos casos en los cuales el trabajo es realizado por fuerzas que actúan sobre el
cuerpo y cuyo valor cambia durante eldesplazamiento; por ejemplo, para estirar un resorte ha
de aplicarse una fuerza cada vez mayor conforme aumenta el alargamiento, dicha fuerza es
directamente proporcional a la deformación, siempre que esta última no sea demasiado grande.
Esta propiedad de la materia fue una de las primeras estudiadas cuantitativamente, y el
enunciado, publicado por Robert Hooke en 1678, el cual es conocido hoy como“La ley de
Hooke”, que en términos matemáticos predice la relación directa entre la fuerza aplicada al
cuerpo y la deformación producida.
Si aumentamos el valor de F en el mismo sentido en que la estamos aplicando, el resorte se
estirará un Δx, el valor de F’ aumentará en consecuencia y se llegará a una nueva posición de
equilibrio.

⃗

……..(1)

⃗

Donde: k, es la constante elástica delresorte.
x, estiramiento o deformación del resorte.
El signo negativo en el lado derecho de la ecuación (1) se debe a que la fuerza tiene sentido
contrario al desplazamiento.
Si aplicamos la segunda ley de Newton sobre el lado izquierdo de la ecuación
(1), podemos escribir:
-kx = ma (2)
Luego si consideramos que:

a

Entonces:

d2 x
dt

2

d2 x ………………(3)
dt 2



…………….(4)k
x0
m

Gráfica.
⃗
𝐹

ΔF

K=

Δx
⃗
𝑥

𝛥𝐹
𝛥𝑥

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III. MATERIAL DIDACTICO
Para el desarrollo del tema, los alumnos utilizaran lo siguiente:
3.1 Instrumentos y/o equipos
Xplorer GLX
Sensor Fuerza PS-2104
3.2 MATERIALES
• Resorte de expansión.
• Base Universal.
• Cinta métrica (Wincha o Flexometro).
• Calculadora.

IV. TECNICA OPERATORIA
RESULTADOS/

PROCEDIMIENTO

/

RECOLECCION

DE

DATOS

/

Se recomienda seguir los pasos para configurar adecuadamente el sensor.
1- Encontrará en su mesa de trabajo un equipo GLX conectado a un sensor de fuerza, un
resorte de expansión y una cinta métrica. Proceda entonces a sujetar uno de los extremos
del resorte al soporte fijo a la mesa, enganchando del otro extremo el pitón abiertoenroscado al GLX. Podrá tirar luego del sensor tal y como se muestra en la fotografía:

2- Procederemos ahora a configurar el GLX para tomar los valores uno a uno.
a) Encienda el aparato: al hacerlo el mismo reconocerá la presencia de un sensor
conectado, en el caso de que no lo haga así, habilítelo presionando “F4” (sensors) y
eligiendo “force sensor”.
b) La pantalla que se abrirá pordefecto es la que muestra el gráfico fuerza en función de
tiempo; y necesitamos registrar fuerza en función de la deformación del resorte, por
lo que presione la tecla (home). Cuando aparezca la pantalla principal, presionando “F4”
(sensors) lo que desplegará un menú con las características del sensor de fuerza
conectado.
c) Por defecto aparece en la lista que “push positive” (empujar positivo)tiene la
característica “visible”. Seleccione esta opción con ayuda de los cursores y luego
presione la tecla

con lo cual el atributo cambiará a “not visible”.

d) Seleccione con la flecha de cursor correspondiente la opción que está inmediatamente
debajo en la que se lee “pull positive - not visible” y presionando
atributo a “visible”·.

cambie el

e) En la parte inferior izquierda dela pantalla se lee la opción “mode”; esta le permitirá
elegir el modo de ingreso de los valores experimentales. Presione la tecla “F1” para
activar, y en el menú desplegado elija con la ayuda del cursor correspondiente la opción
“manual” (tiene un icono con una banderita). Seleccione con la tecla

.

f) Una vez seleccionado el modo manual se desplegará una ventana con la leyenda “data...