ELASTICIDAD DE UN RESORTE

INTRODUCCIONEn el siguiente informe hemos pretendido hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, el mdulo de rigidez, para lo cual hacemos uso de la ley de Hooke y de las ecuaciones de Movimiento Armnico Simple de un resorte sometido a un esfuerzo para lo cual hemos usado resortes de diferentes constantes elsticas, puesto que tambin trabajamos con un resorte muy rgido el cual nos ocasiono muchas dificultades pero todos los resortes eran del mismo material (acero).Para poder encontrar la constante de rigidez del resorte hemos aplicaremos dos mtodos: El mtodo esttico y el mtodo dinmico esta prctica de laboratorio se desarroll en dos semanas con la finalidad de poder comprender mejor los objetivos de la prctica, la primera semana trabajamos con el mtodo esttico mtodo con el cual no tuvimos ningn inconveniente, la segunda semana hemos trabajado con el mtodo dinmico, siendo este mtodo el que nos ocasiono ciertas dificultades por la rigidez de uno de los resortes trabajados, lo cual nos revelara algunos errores de clculo, errores que haremos notar en nuestras conclusiones.Sin ms prembulos pasamos al desarrollo de nuestro informe de laboratorio esperando sea del agrado de nuestro docente del curso. OBJETIVOS

Describir el comportamiento de un resorte de acero. Medir la constante elstica del resorte usando los mtodos esttico y dinmico. Medir el mdulo de rigidez del cero.

FUNDAMENTO TEORICO1. ElasticidadPropiedad de un material que le hace recuperar su tamao y forma original despus de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relacin se conoce como ley de Hooke. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida. El mximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina lmite de elasticidad.1. Ley de HookeEstablece que dentro de los lmites elsticos, la fuerza deformadora F y el valor de la deformacin x, son directamente proporcionales:. (1)Dondekes una constante de proporcionalidad llamada constante elstica o constante de fuerza del resorte.

La deformacin llamada tambin elongacin es el estiramiento del resorte respecto de la posicin de equilibrio (posicin del resorte sin aplicar ninguna fuerza). De la ecuacin (1) se tiene:.. (2)La ecuacin tiene la forma de la ecuacin de la recta. Si hacemos las siguientes sustituciones: entonces la pendiente B de la recta F VS X, representa a la constante elstica del resorte,k.

La reaccin a la fuerza deformadora (fuerza externa), es la fuerza interna denominada fuerza restauradora o fuerza elstica del resorteFs,

lacual es de la misma magnitud que la fuerza deformadora. Esto es , Un cuerpo de masa m que se encuentra bajo la accin de una fuerza restauradora realiza un movimiento oscilatorio armnico simple cuyo periodo es. (3)Esta ecuacin tambin puede rescribirse de la siguiente manera:.. (4)Que tiene la forma de la ecuacin de la recta: . Si hacemos las sustituciones, la pendiente de la recta T Vs es:

(5)Cuando el resorte se estira por efecto de una fuerza de traccin, aumenta la separacin entre sus espiras sucesivas de modo que el esfuerzo que soporta es, en realidad, un esfuerzo cortante o de cizalladora, tal como se ilustra en la fig.2.La teora respectiva permite relacionar al mdulo elstico de rigidez o de cizalladora G del material, con la cortante elstica del resortekdel siguiente modo: MATERIALES E INSTRUMENTOS

CronmetroReglaSoporte UniversalPesas Resorte de Acero

PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES

3.1 Obtener por medicin directa las siguientes cantidades: a) Nmero de espiras del resorte N =............................ b) Con el vernier, el dimetro de las espiras: D =........................... radio R =.......................... c) Con el micrmetro, el dimetro del alambre: d =........................... radio r =..........................

Mtodo esttico

Instalar el equipo como se muestra en la figura 3(a) y medir:

Longitud inicial del resorte Lo =.......................... Colocar la primera pesa al portapesas y medir la deformacin X = L = L - Lo que experimenta el resorte. El valor de la fuerza deformadora est dada por F = mg donde la masa total (pesa mas portapesas) m ser medida con la balanza.

Aadir sucesivamente masas al portapesas; anotando en cada vez la masa total m y el valor de la elongacin en la Tabla 1.

Tabla 1: Deformacin por traccin del resorte

Nm (kg)F (N) L (m) X (m)k (N/m) L

1

2

3

4

5

6

7

8

Mtodo dinmico

Introducir al portapesas una o ms pesas y hacerla oscilar (Figura 4) desplazndola ligeramente hacia abajo. Ensaye la medicin del tiempo de 10 oscilaciones completas, asegurndose de que no exista dificultades en el conteo de las oscilaciones a causa de su rapidez. Si este fuera el caso, aadir nuevas pesas al portapesas y ensaye nuevamente hasta encontrar las condiciones propicias para la medida del tiempo. En seguida mida 5 veces el tiempo de 10 oscilaciones y obtenga el periodo medio. Anote sus resultados en la Tabla 2.

Aumentar la masa oscilante colocando en el portapesas una nueva pesa apropiada y luego como en el paso anterior determine el periodo respectivo completando datos para la Tabla 2

Nm (kg) T1 (s) t2 (s)

t3(s)

t4 (s)

T5 (s)

T (s)

kg1/2

1

2

3

4

5

6

7

8

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAINGENIERIA MECNICA

ELASTICIDAD DE UN RESOSRTE

ELASTICIDAD DE UN RESORTE

DOCENTE: Secundino Victorino Vera MezaESCUELA: Ingeniera MecnicaCURSO: Fsica IIALUMNOS: Villanueva Enrquez Jayro (0210416028) Yanac Canales Juan (0201416049)

2015