Laboratorio-2

Laboratorio de Física II UNS

Práctica de Laboratorio Nº 2 ELASTICIDAD DE UN RESORTE I.

Objetivos: 1. Describir Describir el comport comportamient amiento o de un resorte resorte de de acero acero 2. Medir la consta constante nte elástica elástica del resor resorte te usando usando los métodos métodos estático y dinámico 3. Medir el módulo módulo de rigide rigide de de acero acero

II.

!"da#e"to Te$rico: Elasticidad

!ropiedad de un material "ue le #ace recuperar su tama$o y %orma original después de ser comprimido o estirado por una %uer %uera a e&te e&tern rna. a. 'uan 'uando do una una %uer %uera a e&te e&tern rna a act( act(a a sobr sobre e un material causa un es%uero o tensión en el interior del material "ue pro)oca la de%ormación del mismo. *n muc#os materiales+ entr entre e ello ellos s los los meta metale les s y los los mine minera rale les+ s+ la de%o de%orrmaci mación ón es directamente proporcional al es%uero. *sta relación se conoce como ley de ,oo-e. o obstante+ si la %uera e&terna supera un dete deterrmina minado do )alo )alor+ r+ el mate materi rial al pued puede e "ued "uedar ar de%o de%orrmado mado permanentemente+ y la ley de ,oo-e ya no es )álida. *l má&imo es%u es%uer ero o "ue "ue un mate materi rial al pued puede e sopo soport rtar ar ante antes s de "ued "uedar ar permanentemente permanentemente de%ormado se denomina límite de elasticidad.

Le% de &oo'e *stab stable lece ce "ue "ue dentr entro o de los los lími límite tes s elá elástic stico os+ la %uer %uer a de%ormadora F y el )alor de la de%ormación &+ son directamente proporcionales/ F 0  & . 415 Donde - es una constante de proporcionalidad proporcionalidad llamada constante elástica o constante de %uera del resorte.

1

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Laboratorio de Física II UNS

La deformación llamada también elongación es el estiramiento del resorte respecto de la posición de equilibrio (posición del resorte sin aplicar ninguna fuerza). De la ecuación (1) se tiene: ………….. (2) La ecuación tiene la forma de la ecuación de la recta. i !acemos las siguientes sustituciones: entonces la pendiente " de la recta # $ %& representa a la constante el'stica del resorte& . La reac reacci ción ón a la fuer fuerza za defo deform rmado adora ra (fue (fuerz rza a etern eterna) a)&& es la fuerz fuerza a inte interna rna denominada fuerza restauradora o fuerza el'stica del resorte #s& la

*ual es de la misma magnitud que la fuerza deformadora. +sto es& ,n cuerpo de masa -m que se encuentra ba/o la acción de una fuerza restauradora realiza un mo0imiento oscilatorio armónico simple cuo periodo es: …………. () +sta ecuación también puede rescribirse de la siguiente manera: ……….. (3) 4ue tiene la forma de la ecuación de la recta: i !acemos las sustituciones& la pendiente de la recta 5 $s es: …………

(6)

*uando el re resorte se se es estira po por ef efecto de de un una fu fuerza de de tracci tracción& ón& aumenta aumenta la separac separación ión entre entre sus espiras espiras sucesi sucesi0as 0as de modo modo que el esfuerzo que soporta es& en realidad& un esfuerzo cortante o de cizalladura.

La constante  depende del módulo de rigide 465 del alambre+ mediante la siguiente ecuación

Donde/ r0 radio del alambre 70 radio del resorte 0n(mero 0n(mero de espiras

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Laboratorio de Física II UNS III.+  E,!i)os- i"str!#e"tos % #ateria*es ateria*es

I"str!#e"tos

Precisi$"

8oporte 9ni)ersal ,ontro >ntroduc ducir ir al portap portapes esas as una una o m's m's pesa pesas s  !ace !acerl rla a osci oscila larr desp despla laz' z'nd ndol ola a ligeramente !acia aba/o. +nsae la medición del tiempo de 1< oscilaciones completas& asegur'ndose de que no eista dificultades en el conteo de las oscilaciones a causa de su rapidez. i este fuera el caso& a@adir nue0as pesas al portapesas  ensae nue0amente !asta encontrar las condiciones propicias para para la medi medida da del del tiem tiempo po.. +n segu seguid ida a mida mida 6 0ece 0eces s el tiem tiempo po de 1< oscilaciones  obtenga el periodo medio. ?note sus resultados en la tabla 2. 2. ?umen ?umenta tarr la masa oscil oscilan ante te colo coloca cando ndo en el portape portapesa sas s una una nue0 nue0a a pesa pesa apropiada  luego como en el paso anterior determine el periodo respecti0o completando datos para la tabla 2.

Tabla Tabla 2 "eriodo de #na masa oscilante t 2 s

t 3 ( s )

t 4 ( s )

t 5 ( s )

T  s

√ m kg

3&99

6&1

3&

6&