Informe de Laboratorio: Ley de Hooke

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE FÍSICA

Ley de Hooke: Calculo de la constante elástica Laboratorio de Física I, Universidad Del Atlántico., Barranquilla Resumen— Esta experiencia es basada en un método para hallar la constante de elasticidad de un resorte que consistió en tomar un resorte que se sujetó a un soporte universal y se fue colocando diferentes objetos con masas que se incrementaban para que la fuerza fuera proporcional y así obtener la respectiva elongación causada por cada peso de los objetos. Se tabulan los datos para luego hacer los respectivos cálculos y como resultado se obtuvo la constante elástica. Palabras claves: constante elástica, masa, elongación, fuerza, peso. Abstract— This experience is based on a method for finding the constant of a spring that consisted in taking a spring that was subjected to a universal support and we were placing different objects with masses that were increasing so that the force was proportional and get the elongation caused by each respective weight of objects. The data was tabulated and then the calculations were made, so as a result the elastic constant was obtained.

II.

DISEÑO EXPERIMENTAL

Se realizó el montaje experimental del instrumento, el cual estaba conformado por un soporte universal y un resorte helicoidal. Se midió la longitud del resorte y esta se tomó como el punto de referencia inicial o equilibrio. Se fueron colocando pesas con masa de 50g, fuimos aumentando de 50g en 50g, hasta llegar a los 300g y calculamos el desplazamiento que tuvo el resorte con respecto al punto de referencia inicial debido a la fuerza ejercida por el peso de cada cuerpo.

Keywords: spring constant, mass, extension, force, weight.

I.

INTRODUCCIÓN

La ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes, para demostrar la deformación elástica que sufre un cuerpo cuando se le aplica fuerza. En esta experiencia se considera un resorte al que se le aplica varios objetos con cierto peso para ver la elongación que sufre y luego establecer el coeficiente elástico del resorte mediante los fundamentos establecidos en la Ley de Hooke.

Ilustración 1. Montaje, resorte en resposo

III.



MARCO TEORICO

Ley de Hooke

Para muchos resortes, si el resorte está estirado o comprimido una distancia pequeña desde su configuración sin estirar (en equilibrio), ejerce en el bloque una fuerza que se puede representar matemáticamente: f= -kx En otras palabras, la fuerza que se requieras para estirar o comprimir un resorte es proporcional a la cantidad de estiramiento o compresión x. Dentro de este proceso la fuerza que se utilizó para el estudio del estiramiento del resorte fue el peso; la ley de Hooke describe un fenómeno elástico que sufre un cuerpo en proporción directa de una fuerza que produce la deformación del objeto (peso), siempre y cuando no se altere demasiado el límite de elasticidad que posee en objeto.

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Los resortes rígidos tienen grandes valores k, y los resortes suaves tienen pequeños valores k. IV.

CALCULOS

Se logra ver la relación directamente proporcional que tiene la fuerza ejercida (en este caso el peso) con la elongación que proporciona al resorte.

Ejemplo del cálculo para la primera pesa:

K=

F 0.49 N = =7.53 N /m , y así se procedió con X 0.065 m

las

Donde la pendiente de la gráfica es el valor de K experimental que es 5,4454 N/m.

%

error:

¿

demás medidas.

Los datos obtenidos en la experiencia junto con sus respectivos cálculos de K se encuentran en la siguiente tabla.

( 6,22−5,445 ) N ¿ ∨ ∗100=12,45 m 6,22 N / m ¿

Tabla 1. Relación fuerza - X V. M (kg)

F (N)

X(m)

0.05

0.4 9 0.9 8 1.4 7 1.9 6 2.4 5 2.9 4

0.065

K (N/m ) 7.53

0.155

6.32

0.24

6.125

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

g (m/ s2)

9.8

0.335

5.85

0.423

5.79

0.515

5.708

Kprom

Kgraf ica

6.22 N/m

5.4 45 N/ m

12.45 %

CONCLUSIONES

Logramos notar que la constante elástica si tiene relación con el resorte que estemos utilizando y que no para todos los resortes ha de ser la misma, ya que pueden variar por el diámetro de las argollas que tenga el resorte o el material del mismo. Aunque la distancia obtenida al aplicarle las pesas al resorte tiene a ser proporcional a la fuerza que actúa en el resorte (llámese a la distancia, distancia de elongación), el coeficiente de elasticidad del resorte es el mismo independientemente del peso y de la distancia de elongación, ya que es constante. Se hicieron seis pruebas para disminuir el porcentaje de error, aunque puede haber imprecisiones por efectos de error del ojo humano al ver las distancias en la regla. VI.

Grafica 1. Relación F vs X 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

%erro r

REFERENCIAS BILIOGRAFICAS

[1] Serway, R. A. y Beichner, R. J. (2002). Física Para Ciencias e Ingeniería, Tomo 1. Mexico: Compañía Editorial Ultra, S. A.

f(x) = 5.45x + 0.14

[2] http://www.academia.edu/8400199/Ley_de_fuerzas_de_re sortes_hooke [3] http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hooke 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

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