Problemas energéticos elásticos

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR
ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
GUÍAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
DIRIGIDO A LA FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA: FÍSICA II
PRÁCTICA N°: 5

TEMA: PROBLEMAS ENERGÉTICOS ELÁSTICOS

NOMBRE DEL ALUMNO: David Polo
INTEGRANTES: Iván Burbano, Carlos Gallegos, David Polo, David Pastor
GRUPO: 4
CURSO Y PARALELO: 2- 2

1. OBJETIVOS

* Encontrar relación entre la fuerza elástica y el desplazamiento. Determinar la relación entre la energía potencial y la elástica.

2. TEORÍA

La Ley de Elasticidad de Hooke, establece que la deformación (y) de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada (F).
y
y
La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hookees mediante la ecuación del resorte, donde se relaciona la fuerza (F) ejercida por el resorte (para volver a su estado inicial) con la distancia adicional (y) producida por alargamiento, del siguiente modo:
siendo k la constante de elasticidad

Como dato complementario, se debe señalar que la energía de deformación (cambio de tamaño o forma) o energía potencial elástica Uk asociada alestiramiento del resorte viene dada por la siguiente ecuación:


Recordar también que:
La pendiente es la relación por cociente entre el incremento de la variable dependiente y el incremento de la variable independiente. Esta definición la podemos comprender mejor si observamos la figura:
Pendiente = k
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Tipos de Resortes

Son de bobina o espira abierta,destinados a soportar esfuerzos de compresión y choque, propiedad esta que les permite disminuir su volumen cuando se aumenta la presión ejercida sobre ellos, convirtiéndose en los dispositivos de almacenamiento de energía disponibles más eficientes; representan la configuración más común utilizados en el mercado actual.

Su fabricación se realiza a partir de alambre redondo, y sus formas pueden ser:cilíndrica, de barril cónico, convexo y otros tipos de perfil.

Se caracterizan por ser de bobina o espira cerrada, destinados a soportar esfuerzos de tracción cuando son sometidos a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen, pueden usarse multitud de configuraciones  y longitud del gancho, donde las vueltas unidas suministran la tensión inicial en el resorte para ayudar a manipular la carga y lavelocidad.

Sus aplicaciones varían desde pequeños equipos médicos hasta resortes de frenos para maquinaria pesada o automotores.

Sus espiras son por lo general cerradas, están destinados a soportar esfuerzos laterales o deformación helicoidal cuando se le aplica un par de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario, ofrecen resistencia a la aplicación de torque externo.

Losresortes de torsión de tipo especial incluyen los de doble torsión y los que tienen un  espacio entre las vueltas para minimizar la fricción.

Se fabrican a partir de alambre redondo, pero no tienen un cuerpo bobinado. Estos incorporan ganchos y dobleces que actúan como puntos de fijación en la aplicación.

Se diseñan para cumplir funciones que van más allá de las de un resorte normal, porejemplo, actuar como cerrojos o para mantener una parte en su posición.

3. MATERIAL EMPLEADO

Dos resortes con diferente constante de elasticidad, masas, soportes, regla.

4. PROCEDIMIENTO
4.1 Suspender el resorte delgado en el soporte y agregarle sucesivamente masas (10g, 20g, 30g, 40g, 50g). Registre el alargamiento (y) del resorte respecto a su longitud original a medida que vaagregando las masas (m). Para realizar las mediciones de longitud debe esperar a que el sistema masa-resorte se encuentre en situación de equilibrio.
P(N)
y(m)
P(N)
y(m)
4.2. Con los datos de masa m (en kg) determine el peso P (en N) y alargamiento (y en m), procedemos a realizar una gráfica (en hoja milimetrada) de peso contra alargamiento (P=f(y)).
4.3. Calcular la pendiente de la recta de...