1Laboratorio 4: ElasticidadUniversidad de San Carlos, Facultad de Ingeniera, Departamento de Fsica, Laboratorio de Fsica I

201403826, Marco Antonio Urrutia Campo201403763, Alvaro Robles Gonzlez

201403764, Carlos Estuardo Vela

ResumenDurante la prctica de laboratorio se busc de-terminar, por medio de la utilizacin de las propiedades deelasticidad y plasticidad, el mdulo de Young del hilo de pescar. Seobtuvo un modulo de Young de 1.7E9(N/m2) 2.1E8(N/m2).Y en base a la grfica efuerzo vs deformacin, la correlacinentre esfuerzo y deformacin no es completamente lineal.

I. OBJETIVOS

I-A. Generales

Determinar el mdulo de Young del hilo de pescar.

I-B. Especficos

* Determinar el modelo matemtico de en funcion de .

II. MARCO TERICO

S I sobre cierta regin de un cuerpo se ejerce una fuerza,se dice que el cuerpo est sometido a una esfuerzo (),todos los cuerpos existentes en la naturaleza experimentandeformaciones () cuando se somenten a esfuerzos. Si elesfuerzo aplicado no excede el limite elastico el cuerpo sedeforma pero al cesar el esfuerzo el cuepo recobra su formainicial. Caso contrario si el esfuerzo sobre pasa el limiteelastico el cuerpo queda permanentemente deformado.

La elasticidad es la propiedad de un material en virtud dela cual las deformaciones causadas por la aplicacin de unafuerza desaparecen cuando cesa la accin de la fuerza.

La plasticidad es aquella propiedad que permite al materialsoportar una deformacin permanenete sin fracturarse.

La ecuacin que modela el comportamiento en la zonaelstica es:

= Y

donde es el esfuerzo al que est sometido el cuerpo y vienedado por:

=F

A

es la deformacin que sufre el cuerpo el cual viene dadopor:

=4LLo

y Y es el mdulo de elasticidad de Young, valor del modulode Young es una medida de la rgidez del material, entremayor sea la pendiente de la curva ms rgido ser el material.

III. DISEO EXPERIMENTAL

III-A. Materiales

* Hilo de pescar de diametro d = 0.25 mm* Un soporte universal* Una balanza* Un juego de 6 masas con soporte y una masa de 500 g.

III-B. Magnitudes fsicas a medir

* Longitud inicia del hilo (m)* Longitud final del hilo (m)* Masa que cuelga del hilo (Kg)

III-C. Procedimiento

* Armar el equipo.* Prensar el soporte universal a la mesa, sujetando el hilo

de pescar firmemente al soporte Universal.* Asegurar firmemente el otro extremo del hilo de pescar

al soporte de las masas.* Medir la longitud inicial del hilo de pescar (de nudo a

nudo).* Introducir una masa en el soporte y medir la longitud

final del hilo de pescar (de nudo a nudo).* Repetir el paso anterior hasta obtener 7 mediciones.

IV. RESULTADOS

En la siguiente tabla se muestra los datos recolectadosdurante la prctica, de esfuerzo y deformacin con sus res-pectivas incertezas.

2(N/m2) 4(N/m2) (m/m) 4(m/m)4.0 E7 2.0E3 0.04600 0.000128.0 E7 2.0E3 0.08300 0.000221.2 E8 2.0E3 0.12700 0.000341.6 E8 2.0E3 0.14800 0.000392.0 E8 2.0E3 0.16900 0.000442.4 E8 2.0E3 0.18000 0.000473.4 E8 2.0E3 0.21500 0.00055

Utilizando los datos de la tabla anterior se elabor lasiguiente grafica, que muestra la deformacin vs el esfuerzo,obteniendo una pendiente que ser el mdulo de Young.

La pendiente resultande al realizare el fit lineal en la grficaser igual mdulo de Young, dando un resultado de:

Y= 1.7E9(N/m2) 2.1E8(N/m2)V. DISCUSIN DE RESULTADOS

Se intent determinar el mdulo de Young para el hilo depescar, obteniendo en base al modelo matemtico de enfuncion de , un valor no muy alto por lo que se interpretaque el material es bastante elstico y no muy rgido perosoporta mucha tensin porque no super su lmite elstico. Elmdulo de Young obtenido no fue exacto porque el fit linealno coincide con los puntos de la grfica, lo cual se pudo debera errores al calibrar la balanza y el error de medicin humano.

VI. CONCLUSIONES

1. Se obtuvo un mdulo de Young con un valor no muyexacto porque que la correlacin entre esfuerzo y defor-macin no es completamente lineal.

2. Utilizando los datos obtenidos en el laboratorio se logrobtener un modelo matemtico de esfuerzo vs deforma-cin.

VII. FUENTES DE CONSULTA[1] Ing. Walter Iovanni Alvarez Marroqun, Manual de laboratorio de Fsica

1, Universidad de San Carlos de Guatemala.

[2] Sears.Zemansky, (Doceava edicin). (2003). Fsica Universitaria,Leyes del movimiento de Newton. Estados Unidos: Grupo EditorialIberoamericana .

ObjetivosGeneralesEspecficos

Marco TericoDiseo ExperimentalMaterialesMagnitudes fsicas a medirProcedimiento

ResultadosDiscusin de ResultadosConclusionesFuentes de consulta