investigacion de proyectos

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS

“LAZARO CARDENAS DEL RIO”

LABORATORIO DE FISICA

NOMBRE DEL ALUMNO                                                                                                                                  .

GRUPO                  No DE BOLETA                                                       FECHA                                               .

PRACTICA # 4

LEY DE HOOKE

I-. JUSTIFICACION:

Es importante que el alumno aprenda a aplicar la ley de Hooke en problemas prácticos

II-. HABILIDAD

Al termino de la practica el alumno resolverá problemas de deformación longitudinal

III-. PRE - REQUISITOS

El desarrollo de la siguiente practica requiere de los siguientes conocimientos:

a)      elasticidad

b)      esfuerzo y tensión

c)      deformación unitaria

d)      modulo de Young

IV-. OBJETIVOS

Al termino de esta practica el alumno:

a)      representara el fenómeno físico mediante un esquema del equipo de laboratorio

b)      con los datos experimentales el alumno calculara:

1.-) el esfuerzo y la tensión

2.-) la deformación unitaria

3. -) Él modulo de Young

c)      construirá la gráfica esfuerzo deformación y la anexara a la practica

V-. MATERIAL Y APARATOS USADOS

1  aparato para la ley de Hooke

1  calibrador Vernier

1  juego de 5 pesas de 20 gr

VI-. CONSIDERACIONES TEORICAS

Se ha dicho que un cuerpo rígido es aquel que no se deforma en presencia de cualquier fuerza: sin embargo observemos que los cuerpos reales no se comportan de esta manera. Así una barra al usarse como palanca se flexiona, aunque sea una pequeña cantidad o incluso llegue a romperse.

Elasticidad :  Es la propiedad de los materiales que les permite deformarse bajo la acción de una fuerza y recupera su forma original cuando dichas fuerzas desaparecen.

Un material es perfectamente elástico si recupera exactamente su forma  original al comprimirse las fuerza deformadoras y es perfectamente plástico si no la recobra en absoluto.

Los materiales reales muestran un comportamiento intermedio, comportándose elásticamente hasta una deformación máxima y plásticamente cuando la deformación sobrepase ese limite que se conoce como limite de elasticidad.

Esfuerzo -. Imaginemos una barra sometida por sus dos extremos a dos fuerzas de tracción:

Hacemos un corte imaginario en una sección  que no este próxima a ninguno de los extremos y nos percataremos que la fuerza se actúa de forma uniforme sobre toda el área de la figura, así que definamos el esfuerzo como el cociente de la fuerza entre la área:

E=    F

        A

Deformación -. Es un cambio en las dimensiones geométricas de un cuerpo

Deformación unitaria longitudinal -. Es el cambio de longitud(alargamiento o acortamiento) sobre unidad de longitud y se expresa mediante la formula:

Du = Dl/l  = (l-lo)/lo

Ley de Hooke-. El esfuerzo es directamente proporcional a la deformación unitaria, de lo cual podemos deducir esta formula:

Y = E/Du

Siendo “Y” el “modulo de elasticidad” o también conocido como “modulo de Young”

Desarrollando mas este concepto nos quedaría una formula así:

Y = F/A

       Dl/l

VII-. DESARROLLO DE LA PRACTICA

Consideremos que un resorte se comporta en forma similar a una barra sólida, cuando se le somete a un esfuerzo o tensión

1-. Medir el diámetro del resorte con el calibrador

2-. Tomando como referencia los puntos donde empieza y donde terminan las espiras, medir la longitud inicial

3-. Agregar 5 pesas de 20gr y medir el alargamiento para cada pesa

VIII-. CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO

A partir del movimiento en el equipo de laboratorio:

1-. Dibujar un esquema del equipo

2-. Calcular el área transversal considerando  al resorte como una barra sólida.

A=

3-. Calcular la deformación total del esfuerzo, la deformación unitaria y el modulo de Young para cada incremento de pesa (tomar en cuenta el peso del porta pesas)

4-. Resumir los datos en el siguiente cuadro y dibujar la gráfica esfuerzo contra deformación en papel milimétrico.

IX-. HOJA DE CALCULO
X-. ESQUEMA DEL EQUIPO

XI-. CUESTIONARIO TEORICO

1-. ¿Qué es deformación?

2-. Escribe la ecuación de deformación unitaria

3-. Escribe las unidades del esfuerzo en MKS y CGS

4-. ¿Que es elasticidad?

5-. ¿Qué es plasticidad?

6-. ¿Cómo se relaciona la área y el esfuerzo?

7-. ¿Cuáles son las unidades del modulo de Young en el MKS y CGS?

8-. Si se aplica la misma fuerza a dos cuerpo, siendo uno de ellos un circulo cilindro circular de 9cm de radio y el otro un cuadrado de 11cm de lado, ¿a cual de ellos se le aplicara mas esfuerzo?

9-. Si en un problema nos dieran como datos el modulo de Young y l longitud inicial y final del cuerpo, ¿con que formula calcularíamos la fuerza

10-. ¿Qué fuerza debemos de aplicar a una barra que tiene 25cm² de área y una longitud de 40 cm con un modulo de elasticidad de 2.5gr/cm³; para que alcance una longitud de 50 cm?

XII-. CONCLUSIONES

 TEORICO - PRACTICAS

PERSONALES