FÍSICA MECÁNICA Verificar la relación existente entre la fuerza que se aplica a un resorte y el alargamiento de éste

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AMATERIALES

- Sensor de movimiento.

- Sensor de fuerza.

- Resorte helicoidal.

- Regla de medición 1m.

- Cobra 3 unidad-básica, USB.

- Fuente de alimentación.

- Nuez doble.

- Cable USB.

- Varilla de soporte.

- Software “Fuerza/Tesla”

- Masas de 50g.

- Cable de conexión sensor de fuerza.

- Módulo de sensor de fuerza.

- Cable de sensor de movimiento.

- Base.

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ANALISIS DE LOS RESULTADOS

Análisis:

PARTE A.

- Grafique en el mismo sistema de coordenadas los valores de F vs X para cada uno de los resortes (tablas 1 y 2).

- Interpole y calcule las pendientes correspondientes a cada resorte. ¿Qué representan estas pendientes?

PARTE B.

- Grafique el mismo sistema de coordenadas los valores de F vs X para cada uno de los resortes (Tabla 3 y 4).

- Interpole y calcule las pendientes correspondientes a cada resorte.

- Explique por qué las pendientes tienen diferente valor. ¿Qué representan?

- Las pendientes son diferentes para cada uno de los resortes porque cada uno tiene diferente constante de elasticidad debido a que esta varía dependiendo del tipo de material del resorte, mas no de la longitud o el diámetro y la pendiente de cada uno de los resortes nos representa la constante de elasticidad.

- ¿La fuerza aplicada sobre el resorte y la longitud del alargamiento, son proporcionales? Explique.

- Sí, efectivamente la fuerza y el alargamiento o deformación son proporcionales. Experimentalmente es evidente y además la ecuación manejada en la práctica también no lo predice porqué:

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- ¿Cuándo se puede considerar un cuerpo elástico?

- Un cuerpo se considera elástico cuando al aplicarle una solicitación (cualquier fuerza), no presenta deformaciones permanentes, es decir son completamente reversibles.

- ¿Los resortes se deterioran cuando se alargan?

- La deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no sobrepase el límite de elasticidad. Si la fuerza deformadora sobrepasa un cierto valor máximo el cuerpo no volverá a su tamaño o ley original después de suprimir esta fuerza.

- ¿Qué es la constante de elasticidad de los resortes?

- K es una constante de proporcionalidad, llamada constante de recuperación del resorte y expresa la relación entre la Fuerza aplicada (F) y la longitud que se estira el resorte (x). Se mide en N/m.

- ¿Bajo qué condiciones se cumple la ley de Hooke?

- Dentro del límite elástico siempre se cumple. F = k x. La ley de Hooke establece una relación lineal entre esfuerzo y deformación. En todos los materiales hay una zona dentro de la cual la ley de Hooke es aplicable (sin error apreciable), esta se llama zona lineal. Hay un límite (un valor máximo de esfuerzo) en cada material a partir del cual esta ley no se cumple, y bajo estas condiciones el material presenta deformaciones de tipo permanente causadas por los esfuerzos aplicados.

Básicamente, para determinar la zona lineal de deformación de un material hay que ensayarlo sometiéndolo a esfuerzos, midiendo sus elongaciones o compresiones, estableciendo relación entre estas dos magnitudes.

- Cuál de los métodos utilizados en esa práctica le parece más preciso y por qué?

- El método de calibrar, ya que como su palabra lo dice, ajusta, con la mayor exactitud posible, las indicaciones de un instrumento de medida con los valores de la magnitud que mide.

CONCLUSIONES

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