Laboratorio Fisica 2 Unmsm _informe 1

 “Año de la Integración Nacional y El Reconocimiento de N uestra Diversidad” 

UNIVERSIDAD UNIVER SIDAD NACION NACIONAL AL MA MAYOR YOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO DE FISICA II TEMA: CONSTANTES ELÁSTICAS DE LO LOS S MATERIALES PROFESORA

: Vanessa Andrea Navarrete Sotoa!or

INTEGRANTES

:

Ar"e Este#an$ Ste%an! L&'et( C(-.-& Torres$ Caro/ 0at(er&ne 3-a"an"a 4a-d&o$ Cr&st&na F/or  7-are' C(&8ana$ M&9-e/ V&//e9as Br&"e;o$ 7& M&"(ae/ 3orar&o

:

)*)+**), )*)+**12 )*)+*565 *,)+**56 )))+*5o est? ded&"ado a n-estra A/a M?ter /a UNMSM ! a n-estras Fa&/&as

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nd&"e:

  i    r    e   t    a      M   s    o   l   e    d  s    a    c   i  t  s    á   l     E   s    e   t    n Ma!or de San Mar"os    a   t  s    n    o     C

Dedicatoria…………………………………………………………………………… …………………..……..……..………

2

Introducción…………………………………………………………………………… ………………..……..……..……… Objetivos

4 ……………………………………….

…………………………………………………….……..……..……..…….5 Materiales ………………………………………………………………………………………….. ……..……..……....…… Fundamento

5 Teórico

…………………………………………………………………………………..…….. ……..….

7

Procedimiento …………………………………………………………………………………………… ……..……..…….!

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Un&vers&dad Na"&ona/ "valua "valuació ción n

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……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………….. …..……. ……..…… .…….. ..

……..……..……..……..……..……..… #onclu #onclusio siones nes

……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. ……..…… .…….. ..

……..……..……..……..……..……..… %ecomen ecomendac dacion iones es



$

……………… ……………………… ……………… ………….… ….…….. …..……. ……..…… .……..… ..…….. …..

……..……..……..……..……..……..

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&iblio'ra(a……..……..……..……..……..……..……..……..……..……..…….. ……..……..……..……..……..…..

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Introd-""&n *os sólidos se de+orman en cierto 'rado al ser sometidos a +uer,as. "n este este in+o in+orm rme e inte intent ntar arem emos os -alla allarr la relac elació ión n ue ue -a/ entr entre e la de+ormación / las +uer,as a0licadas. Por otra 0arte1 si des0us de ue se -a/a -a/a 0rod 0roduc ucid ido o la de+o de+orrmaci mación ón elim elimin inam amos os la +uer +uer,a ,a ue ue la 0rovoca el sólido tiende a recobrar su estado inicial. Todos los sólidos e3-iben esta 0ro0iedad1 ue se denomina elasticidad. Desde el 0unto de vista microscó0ico la elasticidad tiene su ori'en en las +uer,as inter intermol molecu ecular lares es estudi estudiada adas s en el tema tema anteri anterior or.. "n el sólido sólido las molculas ocu0an 0osiciones ue -acen mnima la ener'a 0otencial del sólido. i a0licamos una +uer,a al sólido reali,a un trabajo 0ara alterar la 0osición de las molculas del sólido1 aumentando 0or tanto su ener'a ener'a 0otenci 0otencial. al. #uando #uando la

+uer,a deja de actuar actuar el sistem sistema a

tien tiende de a ado0 ado0ta tarr de nuev nuevo o la con( con('u 'ura raci ción ón de mni mnima ma ener ener' 'a a 0otencial1 siendo las +uer,as internas las encar'adas de 0roducir el reajuste necesario de las 0osiciones moleculares.

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Observ Observar ar las caract caracter ersti sticas cas / condici condicion ones es de un resor resorte te en es0iral.

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Determinar la constante el6stica del resorte en es0iral.

•

"ntender lo ue oo8e nos dejo a travs de su le/.

•

•

•

"stu "studi diar ar la le/ le/ ue ue ri'e ri'e el com0 com0or orta tami mien ento to de los los cuer cuer0o 0os s el6sticos +rente a 0eue9as de+ormaciones. "studiar el e+ecto de la masa de cada resorte en la din6mica del mismo. "+ec "+ectu tuar ar medi medida das s est est6tic 6ticas as 0ara 0ara la dete deterrmina minaci ción ón de la constante de recu0eración de varios resortes.

Mater&a/es : 2 so0ortes universales de m de lon'itud

:  re'la re'la met6lica met6lica ;$! cm<

:  re'la 'raduada

:

 balan,a balan,a de 0recisió 0recisión n de =

ejes

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:  Pin,a

%esorte

en

es0iral

:

de

acero

: >ue'o de 0esas

: Porta

0esas

: 2 sujetadores sujetadores ;nue, o clam0<

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F-nda -ndaent ento o Ter& er&"o "o Para un buen entendimiento de las constantes el6sticas es necesario estudiar a +ondo todos los elementos im0licados en la elasticidad. *a elasticidad1 es una de las muc-as 0ro0iedades de los materiales1 es auella ue describe la +orma en cómo los cuer0os de0enden de las acciones o tensiones ue ejercen sobre ellos1 /a ue todos los sólidos tienden a 0oseer una +orma estable1 reaccionando contra las +uer,a +uer,as s de+or de+ormad madora oras s o tensio tensiones nes11 recu0 recu0era erando ndo la +orma +orma 0rimit 0rimitiva iva des0 des0u us s de cesa cesarr esto estos s cuer cuer0o 0o el6s el6sti tico cos s o bien bien recu recu0e 0era rand ndo o los los cuer0os inel6sticos. "n muc-os materiales1 entre ellos los metales / los minerales1 la de+ormación es directamente 0ro0orcional al es+uer,o1 esto es lo ue describ describe e la le/ de oo8 oo8e1 llamad llamada a as en -onor -onor al +sico +sico brit6nico brit6nico %obert oo8e. ?o obstante si la +uer,a e3tern erna su0era un determinado valor1 el material 0uede uedar de+ormado 0ermanentemente / la le/ de oo8e /a no el v6lida. *a le/ de oo8e oo8e estudi estudia a en s las de+orm de+ormaci acione ones s el6sti el6sticas cas11 como como alar'amientos1 com0resiones1 torsiones / @e3iones. *a +orma m6s comAn de re0resentar la le/ de oo8e matem6 matem6tic ticame amente nte es median mediante te la ecuaci ecuación ón del resor resorte1 te1 donde donde se relaciona la +uer,a ejercida 0or el resor esorte te con con la dist distan anci cia a ori' ori'in inal al 0roducida 0or el alar'amiento1 en cambio en la mec6nica de los sóli sólido dos s de+o de+orm rmab able les s el6s el6sti tico cos s la distribución de tensiones es muc-o m6s com0licada ue en la de un resorte1 la de+ormación en el caso m6s 'enera 'enerall necesi necesita ta ser descri descrita ta median mediante te un tensor tensor de tensio tensiones nes11 ue van relacionadas con las ecua ecuaci cion ones es de oo8 oo8e1 e1 ue ue son son las las ecua ecuaci cion ones es cons consti titu tuti tiva vas s ue ue caracteri,an el com0ortamiento del sólido el6stico lineal.

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"l m63imo es+uer,o ue un material 0uede so0ortar antes de uedar 0ermanentemente de+ormado se denomina lmite el6stico. i se a0lica tension iones su0erio riores a este lmite1 el materia rial e30er e30erime imente nte de+or de+ormac macion iones es 0erman 0ermanent entes es / no recu0 recu0era era su +orma +orma ori'inal a retirar las car'as. "n 'eneral1 un material sometido a tensiones in+erior iores a su lm lmite de elas elasti tici cida dad d es de+o de+orm rmado ado tem0oralm tem0oralmente ente de acuerdo acuerdo con la le/ de oo8e1 e30licada anteriormente. *os materiales sometidos a tens tensio ione nes s su0e su0erio riorres a su lmite de elasticidad tienen un com0ortamiento 0l6s 0l6sti tico co.. i las las tens tensio ione nes s ejerc ejercida idas s contin continAan Aan aument aumentand ando o el materia materiall alcan, alcan,a a su 0unto 0unto de +ractura. Para 0oder determinar el lmite el6stico del material se tiene ue dis0oner las tensiones en +unción de las de+ormaciones en un 'r6(co1 en el1 se observa ue1 en un 0rinci0io / 0ara la ma/ora de los materiales1 a0arece una ,ona ue si'ue una distribución casi lineal1 dond donde e la 0end 0endie ient nte e es el módu módulo lo de elas elasti tici cida dad. d. "sta "sta ,ona ,ona se corre corres0o s0onde nde a las de+orm de+ormaci acione ones s el6sti el6sticas cas del materi material al -asta -asta un 0unto donde la +unción cambia de r'imen / em0ie,a a curvarse1 esta ,ona es la ue corres0onde al inicio del r'imen 0l6stico. "se 0unto es el 0unto de lmite el6stico. Debi Debido do a la di(c di(cul ulta tad d 0ara 0ara loca locali li,a ,arl rlo o e3act 3actam amen ente te / con con tota totall (delidad1 /a ue en los 'r6(cos e30erimentales la recta es di+cil de dete deterrmina minarr / e3is e3iste te una una band banda a dond donde e 0odr 0odra a situ situar arse se el lmi lmite te el6s el6sti tico co11 en in'e in'eni nier era a se ado0 ado0ta ta un crit criter erio io conv conven enci cion onal al / se considera como lmite el6stico la tensión a la cual el material tiene una de+ormación 0l6stica del !.!2B  Tanto  Tanto el lmite el6stico como el módulo módulo de Coun' Coun' son distintos 0ara los diversos materiales. "l modulo de Coun' es una constante el6stica ue al i'ual al lmite el6stico1 0uede calcularse em0ricamente en base del ensa/o de tracción del material. La#orator&o de F@s&"a II

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"l modulo de Coun' llamado as en -onor al cient(co in'ls Tomas  Coun'1  Coun'1 tambin es conocido como el modulo de elasticidad1 es un 0ar6metro ue caracteri,a el com0ortamiento de un material el6stico1 se'An la dirección en la ue se a0lica la +uer,a. Para un material isótro0o lineal1 el modulo de Coun' tiene el mismo valor 0ara una tracción ue 0ara una com0resión1 siendo una constante inde0endiente del es+uer,o siem0re / cuando no e3ceda su lmite el6stico1 siendo siem0re ma/or ue cero al traccionar una barra1 la lon'itud de esta aumentara1 no disminuir6. Para 0oder determinar tanto el lmite el6stico como el módulo de elasticidad es conveniente a0licar el ensa/o de tracción1 ue consiste en someter a una 0robeta normali,ada reali,ada con dic-o material a un es+uer,o a3ial de tracción creciente -asta ue se 0roduce la rotura de la 0robeta. "n un ensa/o de tracción 0ueden 0ueden determinars determinarse e diversas caractersticas de los materiales el6sticos. "n el ensa/o se mide la de+ormación ;alar'amiento< de la 0robeta entre dos 0untos (jos de la misma a medida ue se incrementa la car'a a0licada / se re0resenta 'r6(camente en +unción de la tensión ;car'a a0licada dividida 0or la sección de la 0robeta