Colexio Santa María do Mar. Xesuítas, A Coruña. Física y Química. DPTO: CEX

Física y Química 3º ESO. Laboratorio. Estudio estático del muelle elástico. 1 de 2

LABORARIO DE FÍSICA Y QUÍMICA

ESTUDIO ESTÁTICO DEL MUELLE ELÁSTICO. LA LEY DE HOOKE

• OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Determinación de la constante elástica de un muelle.

• TEORÍA

Cuando un muelle se aparta de su posición de equilibrio y = y0 éste tiende a volver a dicha posición inicial debido a la aparición de una fuerza recuperadora F que es proporcional y de sentido contrario al desplazamiento ∆y, es decir:

F = −k ⋅ Δy (Ley de Hooke)

donde k es una constante característica de cada muelle. En una compresión del muelle ∆y va hacia arriba y la fuerza va hacia abajo; en un estiramiento o tracción del muelle, ocurre al revés. Este comportamiento “elástico” es propio de cualquier sistema que se aparte de la posición de equilibrio.

• MATERIAL

1 soporte metálico 1 dinamómetro de 2,5 newtons (250 g) 1 cinta métrica 1 juego de masas sin calibrar

• PROCEDIMIENTO

El muelle que se utiliza en esta práctica se llama “dinamómetro”. Está calibrado y tiene dos escalas, una graduada en gramos (g) y otra graduada en Newtons (N). Recuérdese la equivalencia de esas unidades:

1kg = 103g = 10N

El muelle es muy sensible y no debe someterse a estiramientos muy grandes que producirían una deformación permanente (no se recuperaría hasta la posición inicial) y modificaría el valor de su constante k. No se debe colgar del mismo una masa superior a los 250 g de peso (2,5 N).

Antes de comenzar, debemos determinar y anotar la precisión de los instrumentos de medida.

Precisión de la cinta métrica: ± mm

Precisión del dinamómetro: ± g

Colexio Santa María do Mar. Xesuítas, A Coruña. Física y Química. DPTO: CEX

Física y Química 3º ESO. Laboratorio. Estudio estático del muelle elástico. 2 de 2

• EXPERIMENTO Y TOMA DE MEDIDAS. TABLA DE DATOS.

Para verificar la relación se mide el desplazamiento o elongación ∆y respecto a la posición de equilibrio y0 del muelle (dinamómetro) para distintas masas. Se anotan en una tabla los valores de las masas medidas con el dinamómetro y las elongaciones que corresponden a cada masa.

Tabla de medidas 1 2 3 4 5 6 7 8

Masa: m ± ∆m (g)

Alargamiento: y ± ∆y (mm)

• ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS. GRÁFICA Y ECUACIÓN DEL MUELLE.

Se representan los valores de los alargamientos o elongaciones (variable dependiente) en función de las masas (variable independiente). Los puntos resultantes se ajustan a una línea recta de acuerdo con la relación expresada por la ley de Hooke y a partir de ella se determinan el valor de la constante del muelle k y su error ∆k. Escribe y demuestra la ecuación matemática que representa la relación entre la masa m y la elongación ∆y.