Fisica II Modulo Young... (Recuperado)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS ESCUELA ESCU ELA PROFESI PROFESIONA ONALL DE INGENIERIA INGENIERIA MEC MEC NICA ELECTIC ELECTICA A

I NFORME DE L ABORATOR ABORATORII O FI SI CA II Nº-  001 001

-2015 -EPIME/UNAP

INTEGRANTES:  



José Carl Car l os Tu r po Qui Qu i r o William León Armando Cabana Grimber Turpo Quispe  Néstor fausto Caira

PARA

:

LIC. LENIN SUCA HUALLATA

ASUNTO 

: “ MÓDULO MÓDULO YOUNG”

FECHA

: PUNO, 05

GRUPO

: 206

 

NOTA

CODIGO: 141270 ………. ………. ………..

DE MARZO DEL 2015

:

Es grato dirigirme a usted con la finalidad de informar el ensayo realizado el día 27 de FEBRERO del 2015 del año en curso en el laboratorio N° …… de departamento físico matemático, desarrollando el tema de “ MÓDULO

YOUNG”

el

cual detallo a continuación en las siguientes fojas, fojas, que hago el alcance respectivo para su consideración y evaluación:

…………………………………………………………  JOSE CARLOS TURPO QUIRO CODIGO: 141270

LABORATORIO FISICA II

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MÓDULO YOUNG I.

OBJETIVOS 

Establecer el módulo de Young de aluminio, madera.  Determinar el módulo de elasticidad (módulo de Young)

II.

APLICACIONES: -Compresión de cuerpos.

-Equipamientos. -Edificaciones.

-Tracción de cuerpos.

- Ejercicios Físicos diarios. - Aislamientos Horizontales.

- Flexión de cuerpo.

- Elaboración de Puentes - Construcciones de Edificios - Armado de andamios

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-Torsión de cuerpos.

- Escurrir la ropa empapada. -Un molinillo accionado por gomas. - La acción de un destornillador.

III.      

EQUIPOS Y MATERIALES:  2 soportes universales 01 regla metálica 01 Juego de masas y porta pesa 02 soportes horizontales o tenazas 01 sujetador Varillas de diferentes metales.  01 Vernier.

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IV.

DATOS EVALUADOS: Aluminio

 N° 1 2 3 4 5 6 7 8

V.

Carga m (Kg)

S (mm)

0.055 Kg 0.105 Kg 0.155 Kg 0.205 Kg 0.255 Kg 0.31 kg 0.36 kg 0.41 kg

2 mm 5 mm 7 mm 9 mm 11 mm 13 mm 15 mm 17 mm

DESARRLLO DEL CUESTIONARIO:

1.- Realizar en una gráfica F(N) vs X(m) y una interpretación física y analítica de la grafica GRAFICO DEL ALUMINIO

F(N) 0.45

0.4

0.4

0.36

0.35

0.31

0.3

0.2

0.25

0.25

0.2

0.155

0.15

0.105

0.1

0.055

0.05 0 0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018 X(m)

Del gráfico del aluminiose puede observar que cuanto mayor peso se le da, mayor también es la deformación y como se ve en el grafico va en aumento hacia arriba.

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2.- Con los datos de la tabla 1, determinar la constante elástica por el método de mínimos cuadrados. ALUMINIO

 =  ⁄

W

S

0.055

2

0.105

5

0.021

0.155

7

0.022

0.205

9

0.023

0.255

11

0.023

0.31

13

0.024

0.36

15

0.024

0.41

17

0.024

0.028

 = 0.028 + 0.021 + 0.022+ 0.0238+ 0.023+ 0.024 + 0.024+ 0.24 = 0.0235 3.- Usando los datos de la tabla 1 calcular la constante elástica por el método de mínimos cuadrados.

 



ALUMINIO

 .

 

2

0.055

5

0.105

0.525

25

7

0.155

1.085

49

9

0.205

1.845

81

11

0.255

2.805

121

13

0.31

4.03

169

15

0.36

5.4

225

17

0.41

6.97

289

∑ =

79

0.11

∑ =1.855 ∑. =22.77

4

∑ 2 =963

X= 798 = 9.87  = 1.855 8   = 0.231 x.y = 22.77 8   = 2.85  = 963 8 = 120.37 LABORATORIO FISICA II

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Aplicando formula de mínimos cuadrados:

PARA EL ALUMINIO:

 = 8120.37  9.87 = 865.54 1 [82.85  9.870.231] = 0.0237   = 865.54 1 [120.370.231  9.872.85] = 0.000369  = 865.54 4.- Hallar el Error porcentual (E%), considerando como valor teórico el valor de la Constante elástica hallada por el método de mínimos cuadrados y comparada con el valor obtenido en la pregunta 2. Aplicando la fórmula:

  100      .    .  = =   100  =    100   =   ..   100

Para el aluminio:

0.0237 100 = 0.84%  =  0.0235 0.0237 5.- Determine el módulo de Young (E) de la barra metálica con los resultados obtenidos en la pregunta 2 y 3.

Con la fórmula:

Para el aluminio

   = 4 

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=

.⁄     = ..

4.7610−

6.- Halle el error absoluto porcentual para cada caso obtenido en la pregunta anterior comparando con el valor comúnmente establecido en los libros.

7.- Determine cuánto vale la energía acumulada en esta barra en la máxima deformación.

Como sabemos la energía potencial elástica está determinada por lo siguiente:



 = ().

 y cuando se de la max. Deformación el x tomara el de Pero ya tenemos el valor de K en 17mm por lo tanto la Energía elástica será: Para el aluminio:

 = (). = . 8.- Analice las fuerzas de cohesión y las fuerzas de adherencia, De ejemplos.

Las fuerzas de cohesión corresponden a un grupo de fuerzas intermoleculares de atracción, también denominadas de VAN DER WAALS, que las responsables de los estados de agregación líquido y solido de las sustancias no iónicas o metálicas. Pero además de estas también intervienen fuerzas de contacto, fuerzas capilares, fuerzas de amortiguamiento histérico y viscoso, fuerza elástica de la micro viga. Una de las consecuencias de las fuerzas de cohesión es la tensión superficial que se producen en los líquidos como consecuencias de la asimétrica distribución molecular en la superficie de estos,

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ya que estas moléculas, las de la superficie, son atraídas solo hacia abajo y hacia los lados, pero no hacia arriba. Pero por su parte las fuerzas de adhesión se deben principalmente la di polaridad de algunos líquidos, lo que provoca las interacciones entre cargas positivas, por ejemplo, de las moléculas de agua y la negativa los átomos de oxigeno del vidrio con el resultado de efecto de capilaridad que  permite una pequeña ascensión de ciertos líquidos en contra de la fuerza de la gravedad. El juego de ambas fuerzas, cohesión y adherencia, es la que produce los meniscos en la superficie de los fluidos en las zonas de contacto con recipientes. Cuanto la fuerzas de adherencias son mayores que las de cohesión el menisco es cóncavo (agua y vidrio). Cuando vencen las fuerzas de cohesión el menisco es convexo (mercurio y vidrio). Otro ejemplo seria tomando en cuenta un sistema de muelle o resorte con una determinada masa o una fuerza, en el proceso de tracción el cuerpo en este caso el muelle tiende a retornar a su estado de equilibrio e igualmente cuando es en el proceso de compresión. 9.- ¿Por qué el esfuerzo a la t racción es positivo y el esfuerzo al compresiones negativo?

Tenemos que tener en cuenta primero que el esfuerzo es la fuerza que actúa sobre un cuerpo y que tiende a estirarla (tracción), aplastarla (compresión), doblarla (flexion), cortarla (cort e) o retorcerla (torsión). El esfuerzo de tracción en un cuerpo sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. El esfuerzo de compresión es la resultante negativa por las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección

VI.

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES:

En esta práctica pude comprobar que la deformación producida por el esfuerzo ejercido sobre un material, son directamente proporcionales y también que el material del que estaba hecho la placa era aluminio, esto lo pude comprobar al graficar F(N) vs,X(m) donde la pendiente fue de un valor de 5 (8.75  2.39) x10 ( m / N )  para todos los cambios de fuerza y deformación que experimentó la  placa metálica durante el experimento, que relacionado con el valor para el momento de inercia (5.76  0.15) x10 10 (m4 )  de la placa, produjeron un valor para el coeficiente de Young del material 



de (2.144  0.642) x1011 ( N / m2 )  el cuál es aproximadamente igual al valor teórico del coeficiente de Young para el hierro 2.06 x1011 ( N / m2 ) , obteniéndose un error de aproximadamente 4.07% lo que significa que la práctica es calificada como muy buena, y que las condiciones en las que hice la  práctica y el estado de los dispositivos eran aceptables; una de las pos ibles causas de este error fue la medición errónea de la división en la cual el foco se encendía y la disminución de la fuerza aplicada sobre la placa gracias al borde de la mesa de trabajo el cual topaba con las masas de 2Kg en adelante.

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VII.

BIBLIOGRAFIA:      

Guía de laboratorio FISICA II (UNA-PUNO) www.fisicaexperimentalunap.webs.tl http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Young http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/permot3.html http://www.mecapedia.uji.es/modulo_de_elasticidad.htm FISICA  –   SERWAY.JEWETT  –  volumen 1-septima edición

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