Aplicación de la ley de Hooke por medio del comportamiento de resortes de diferentes durezas
Enviado por Ninoka • 10 de Junio de 2018 • 1.105 Palabras (5 Páginas) • 422 Visitas
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[pic 6]
Fig. 2. A Sistema de resortes en paralelo. b. Sistema de resortes en serie.
Si calibramos estos sistemas, es decir, si medimos la constante de elasticidad resultante de cada sistema, podremos verificar que para resortes en serie se cumple que,[pic 7]
[pic 8]
Para el resorte en paralelo se cumple que,
[pic 9]
Donde y son las constantes de Elasticidad de cada uno de los resortes del sistema y es la constante resultante del montaje en serie o en paralelo.[pic 10][pic 11][pic 12]
Resortes en serie:
De acuerdo con el diagrama de cuerpo libre de cada uno de los resortes en la figura 3 d).Se ha despreciado el peso de los resortes:
[pic 13]
Además, por ley de acción y reacción (tercera ley de Newton) , por lo tanto, F=.[pic 14][pic 15]
De la figura 3.c. podemos concluir que la deformación resultante experimental del sistema en serie es, [pic 16]
= [pic 17][pic 18]
De manera que: [pic 19]
Cada resorte y el sistema total cumplen la ley de Hooke, por lo que la relación anterior la podremos escribir,
[pic 20]
Como, , obtenemos,[pic 21]
[pic 22]
[pic 23]
Fig. 3. a. Montaje de resortes en serie y diagramas de cuerpo libre de los resortes.
Resortes en paralelo:
[pic 24]
Fig. 4. a. Montaje de resortes en paralelo y diagramas de cuerpo libre de los resortes.
De la figura 4 b. podemos concluir que la deformación resultante experimental del sistema en paralelo es:
[pic 25]
De manera que: [pic 26]
De acuerdo con el diagrama de cuerpo libre de cada uno de los resortes en la figura 5 c. en donde se ha despreciado el peso de los resortes, se obtiene que:
[pic 27]
Procedimiento:
Montaje I. Cálculo de la constante de elasticidad k.
- Realizar un montaje como se muestra en la figura 5. Para ello se cuelga un resorte del brazo horizontal del soporte.
- Medir la longitud inicial del resorte con ayuda de la escala métrica y regístrelo en la tabla de datos 1 como .[pic 28]
- Cuelgue del extremo inferior del resorte una masa . Registre este valor en la tabla de datos 1. como . Mida la longitud final del resorte y regístrelo en la tabla 1. Como [pic 29][pic 30][pic 31]
- 4. Varíe el valor de la masa colgante cuatro veces y registre estos valores en la tabla de datos 1. Como . También mida la longitud final del resorte en cada caso y regístrelos en la tabla de datos 1 como . [pic 32][pic 33]
- 5. Cambie el resorte por otro de diferente dureza. Repita los pasos 1, 2,3, y 4. Registre estos datos en la tabla de datos 2.
Montaje II. Sistemas de resortes en serie y en paralelo.
- Colocar los resortes 1 y 2 en serie según la figura 2.b. Y repetir los pasos 2,3 y 4. Registrar estos datos en la tabla de datos 3.
- Coloque los resortes en paralelo según la figura 2.a. Y repita los pasos 2,3 y 4. Registre estos datos en la tabla de datos 4.
[pic 34]
Figura 5. Montaje experimental de la ley de Hooke
[pic 35]
[pic 36]
[pic 37]
Bibliografía
- Ley de Hooke, recuperado de: https://www.fisicalab.com/apartado/ley-hooke#ejercicios.
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