ONDAS Y CALOR

Laboratorio 1

“DEFORMACIÓN DE UN RESORTE POR ACCIÓN DE UNA FUERZA”

INFORME

Integrantes de grupo:

GASPAR AROTINCO HUGO HUAMAN BERNARDO ANYELA

Profesora:

COLMENARES LOPEZ, SANTOS ELIZASección:C111- DMesa:

02Fecha de realización: 27 de agosto

Fecha de entrega: 03 de Agosto

2015

INTRODUCCIÓN

Las prácticas de laboratorios son esenciales para nosotros en nuestro proceso de aprendizaje pues ya que debemos tener una buena formación para hacer bien nuestra labor de futuros formadores y sobre todo de una ciencia tan amplia e importante como es la física. En el siguiente informe hemos pretendido hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, con el fin de representar en la ecuación matemática para lo cual hemos usado resorte y diferentes pesas. Veremos a continuación una práctica experimental para hallar el valor de la constante de elasticidad de un resorte utilizando un sistema masa resorte, para ello era necesario desarrollar los valores medios de esta magnitud, de igual manera es necesario desarrollar habilidades en el tratamiento gráfico de resultados experimentales.

OBJETIVOS:

Describe fenómenos elásticos. Determinar una relación matemática de las variables fuerza y deformación. Estudiar la deformación para un resorte sometido a la carga de masa.

FUNDAMENTO TEORICO.-

La deformación de un resorte por acción de una fuerza es la propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

Robert Hooke (1635-17039, estudió, entre otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza que devuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de esa posición”.

F = K. D X

Dónde:

F = fuerza aplicada al resorte

K = constante de proporcionalidad

D x = variación de longitud del resorte

MATERIALES:

Soporte universal y accesorios u otros. Regla de madera milimetrada. Resortes Sensor de Fuerza. PC de escritorio. Software Pasco Capstone.

PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO

En primer lugar procedimos a instalar el soporte universal, que sería la base de nuestro laboratorio, luego de tener esta base colocamos allí los resortes para poder tener una medida de estos; luego de haberlos medido, tener ya una medida y haberlos bautizado como resorte 1 y se les puso diferentes masas de peso diferente entre ellos 30 gr, 40 gr, 50 gr, y allí se pudo observar la deformación que experimento cada resorte con las diferentes masas.

Se procedió a realizar el montaje de los implementos necesarios para realizar la práctica.

Se tomó la medida original del resorte (sin masas), y a continuación se tomó la medida del resorte con una masa colgando en uno de sus extremos (esto se realizó para cada masa).

El sistema se puso a oscilar con una masa sujeta a uno de sus extremos y se tomó el tiempo para 10 oscilaciones, buscando la mayor exactitud posible (este ejercicio se realizó 4 veces para cada masa).

A continuación se tabularon los datos recopilados y se procedió a bosquejar la gráfica de peso en función de la distancia recorrida.

Luego de tener estos resultados procedimos a graficar en el software Pasco Capston,

DATOS Y OBSERVACIONES

En el dispositivo construido, leí en la regla la posición del indicador y anoté: los resultados (posición inicial del resorte)

Determiné la longitud del resorte sin carga (5,7 cm), luego comencé a colocar las pesas y comparé la variación del peso (g) con la variación de la longitud del resorte.

Coloqué la 1º pesa de 40 gm. Volví a leer en la regla. Anoté: 8mm ¿Qué sucedió con la longitud del resorte? ¿Por qué?Vario la longitud inicial acuerdo al peso de masa y llegando a una longitud final.

El resorte se estiró hasta 65 mm, teniendo en cuenta que la longitud inicial de este era de 5,7 cm. Esto sucedió ya que al colocarle una pesa esta ejerció una fuerza hacia el centro de la Tierra y provocó el estiramiento del resorte.

Al graficar en el software observamos una línea recto como una función lineal donde la constante era la K.

CALCULOS Y RESULTADOS

Usando un soporte universal y colocando un resorte

Se mide la longitud inicial del resorte con una regla y se aumenta una pesa al resorte, cuando se aumenta una pesa se va aumentando la longitud del resorte y obtenemos una longitud final.

Cada vez que aumentamos una pesa más se ve cómo va incrementando la longitud del resorte. A mayor fuerza mayor deformación. Para ello se usaron las siguientes formulas.

M1=50ɡ⇒ p1=501000*9,78=0,49N

∆l=lf−l Ο

∆l : variación de longitudes

COMO EL SIGUIENTE GRAFICO

ANAISIS DE RESULTADOS

Bajo un primer análisis, podemos visualmente determinar que a mayor masa, mayor amplitud, afirmación confirmada al tabular los datos de la amplitud (x) y la fuerza dada por el producto de la masa por la gravedad (m.g=F); en cuya grafica (fuerza-amplitud) se puede apreciar que el aumento gradual de la fuerza conlleva a un amento en la amplitud.

Por otra parte, al poner el sistema en movimiento, en el caso de que la amplitud sobrepase la deformación del resorte alcanzada con la fuerza proporcionada por el peso de la masa. El movimiento no concuerda con un periodo constante y empezaba a variar considerablemente en oscilaciones erráticas, por lo que la constate de restitución era muy pequeña para estas amplitudes. Por lo cual se debió medir, inicialmente la deformación que sufría el resorte, para tener cuidado de no superar esta longitud con las amplitudes.

En un sistema masa-resorte se conserva el mismo periodo de oscilación sin importar la amplitud del resorte, a acepción de que la longitud del estiramiento sobrepase al de las amplitudes, como se determinó anteriormente.

F=P=m *g g=9.78 m/s2 x=xf-xixi=0.08 m la fuerza es variable independientex es la variable dependienteF y X son dos variables directamente proporcionalesLa relación matemática entre los variables es:X=0.0408 F-0.170

CONCLUCIONES

En el transcurso de la práctica y el análisis de los datos obtenidos podemos determinar:

Se conserva el mismo periodo de oscilación sin importar la amplitud del resorte La fuerza que posee un resorte es proporcional a la distancia que se alongué Con la constante de elasticidad del resorte es posible predecir la distancia que se

desplazará el sistema masa resorte con determinada masa, o también, determinar la fuerza necesaria para estirar a cierta medida el resorte.

La amplitud del resorte no influye en el periodo de oscilación, pero si influye la masa y el tipo de resorte es decir de su constante de elasticidad

En este laboratorio se logró medir la fuerza, el peso de la masa.

Se utilizó fórmula para hallar la masa y la fuerza. Se obtuvo medir la longitud final del resorte al colocar las

pesas de una hasta cinco pesas. La fuerza que posee un resorte es proporcional a la distancia

que se alongué.

A mayor fuerza aplicada será mayor deformación del resorte El gradiente en la tasa de cambio de0.104m/N lo que significa que por cada newton es 0.104metro.BIBLIOGRAFIA

“Elementos de Física y de Química” (N. Cardiello); Editorial Kapeluz “Física 4; Aula Taller” (José M. Mautino); Editorial Stella “Curso Superior de Física Práctica” (B.L Worsnep); Editorial Endeba “Física Re-Creativa” (S Gil y E Rodríguez) Monografías.com (Internet) Biblioteca de Consulta 2005, Editorial Encarta

ANEXOS