Modulo de young

Facultad de Química
Laboratorio de Física

Practica 2: Modulo de Young


Modulo de Young
Un hilo metálico sometido a un esfuerzo de tracción sufre una deformación que consiste en el aumento de longitud y en una contracción de su sección.
Supondremos que el aumento de longitud es el efecto dominante, sobre todo en hilos largos y de pequeña sección. Este modelo estudia el comportamientoelástico de los hilos, aquél en el que existe una relación de proporcionalidad entre la fuerza y el incremento DL de su longitud o bien, entre el esfuerzo F/S (fuerza /superficie) y la deformación unitaria DL/L0.

Donde S es la sección del hilo S=π r2, y Y es una constante de proporcionalidad característica de cada material que se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young.

Representando elesfuerzo en función de la deformación unitaria para un metal obtenemos una curva característica semejante a la que se muestra en la figura.
Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria, estamos en la región elástica. Cuando se disminuye el esfuerzo, el material vuelve a su longitud inicial. La línea recta termina en un punto denominado límiteelástico.

Es objetivo de esta practica es desarrollar el modulo de Young experimentalmente. Para ello se nos dio:
* Un soporte universal
* Un marco de pesas
* Un alambre de cobre
* Un flexómetro
* Una pinza

Después se siguiente el siguiente procedimiento:
1. Se coloco la pinza en el soporte universal
2. Se le amarro a la pinza el alambre de cobre
3. secomenzaron a poner pesas al alambre de cobre (hasta que este se rompió)
4. se registró el cambio en la longitud del alambre (hasta que se rompió)

Pesa (g) | Longitud Final (cm) |
9.5 | 46.3 |
29.5 | 46.3 |
79.5 | 46.3 |
179.5 | 46.4 |
375.6 | 46.5 |
575.6 | 46.5 |
775.6 | 46.6 |
975.6 | 46.6 |
1075.6 | 46.7 |
1095.6 | 46.7 |
1145.6 | 46.7 |
1645.6 | 46.9 |
2145.6 | 49.5|

Ahora con estos valores se puede llegar al modulo de Young. Lo que se debe hacer es:
* obtener el peso de cada una de las pesas
* determinar la superficie del alambre
Se obtuvo el peso de cada una de las pesas con la siguiente formula
Peso=m*g=masa*9.81mseg2
De esta forma se obtuvo los siguientes valores:

Pesa (g) | Peso (N) |
9.5 | 0.093195 |
29.5 | 0.289395 |
79.5| 0.779895 |
179.5 | 1.760895 |
375.6 | 3.684636 |
575.6 | 5.646636 |
775.6 | 7.608636 |
975.6 | 9.570636 |
1075.6 | 10.551636 |
1095.6 | 10.747836 |
1145.6 | 11.238336 |
1645.6 | 16.143336 |
2145.6 | 21.048336 |

Con estos datos y los obtenidos previamente se pudo graficar el peso agregado al alambre contra la deformación de este (longitud final)

Con estos datos y losobtenidos previamente se pudo graficar el peso agregado al alambre contra la deformación de este (longitud final)

Esta grafica presenta un comportamiento similar al modelo de Young lo que nos muestra que estamos progresando.
Se determino que el alambre tiene de diámetro 0.19mm por lo que se uso la formula
S=π r2
Obteniendo como superficie (S): 2.8352x10-8 m2
Ahora para poder elaborar unmodelo parecido al del modulo Young se deben obtener tanto el esfuerzo que se define como “F(peso)/S”
Con este calculo cumplimos una de las condiciones para obtener el modulo de Young que es el esfuerzo.
Peso (N) | F/S (N/m^2) |
0.093195 | 3287069.695 |
0.289395 | 10207216.42 |
0.779895 | 27507583.24 |
1.760895 | 62108316.87 |
3.684636 | 129960355.5 |
5.646636 | 199161822.8 |7.608636 | 268363290.1 |
9.570636 | 337564757.3 |
10.551636 | 372165491 |
10.747836 | 379085637.7 |
11.238336 | 396386004.5 |
16.143336 | 569389672.7 |
21.048336 | 742393340.9 |

Pero ahora debemos tomar en cuenta el otro facto que compone al modelo “la deformación unitaria”.
La deformación Unitaria se obtiene con la siguiente formula:

Aplicar la formula es fácil pues ambos datos...