7/24/2019 1. Constantes elásticas http://slidepdf.com/reader/full/1-constantes-elasticas 1/13 LIMA – PERÚ 2015 PROFESOR: Fernando Marquez CURSO:Física II HORARIO: Sábado !00 – 10!00 " FECHA DE CLASE:11#0$#15 FECHA DE ENTREGA: 1#0$#15 INTEGRANTES: • Ra%os &a'dez( Mi)ue' An)e' 13190207 • Es*inoza Sánc"ez( +ie)o Fernando A'e,ander 14170110 EXPERIENCIA N°1: CONSTANTES ELÁSTICAS UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS-.ni/ersidad de' Per( DECANA DE AMÉRICAFACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Laboraorio de Física II
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• Observar las propiedades elásticas de un resorte en espiral y una regla
metálica
• Determinar la constante elástica del resorte en espiral
• Determinar el módulo de Young de una regla metálica.
MATERIALES
• 2 soporte universal
• Re)'a )raduada de 1%• Re)'a %eá'ica de 70 c%• 8a'anza de *recisi9n de : e;es• Pinza• Resore en es*ira' de acero• <ue)o de *esas %ás *ora*esas• 2 su;eadores• &ari''a cuadrada de %ea'
omo podemos apreciar la curva resultante resultó ser una recta con pendientepositiva& ello implica !ue e)iste una relación directamente proporcional entre la'uerza F y la elongación del resorte ´ x . ?a constante !ue nos indica dic<a
proporción es conocida como la constante de elasticidad k del resorte& para
encontrar su valor solo bastar%a con <allar la pendiente la recta mediante k = F
´ x
@ntonces determinamos la constante elástica k del resorte:
1. /edimos las dimensiones geom$tricas de la regla metálica:
?ongitud 1?: 484 mm 0nc<o 1a: 24 mm@spesor 1b: 3. mm
2. olocamos la regla en posición <orizontal& apoyándola de modo !ue las marcasgrabadas cerca de los e)tremos de $sta descansen sobre las cuc<illas.
3. Determinamos la posición inicial del centro de la varilla con respecto a la escalavertical graduada.
#osición inicial: 65. cm
4. Auimos cargando gradualmente la varilla& por su centro& y midiendo las 'le)ionescorrespondientes 1sB. 0notamos los resultados en la tabla 2
5. Una vez !ue consideramos <aber obtenido una de'ormación su'iciente&descargamos gradualmente la varilla& midiendo y anotando las 'le)ionescorrespondientes 1sBB.
6. on los resultados obtenidos& calculamos el valor promedio de los pares de sB ysBB para cada carga y lo anotamos en la tabla 2.
6) 0nalice la razón e)istente de la di'erencia de la constante elástica de dosdi'erentes resortes en espiral
?a razón por la cual la constante elástica de dos resortes di'erentes es distintaes por!ue $sta es una cantidad (nica !ue nos permite caracterizar los resortes&evidentemente un resorte <ec<o de acero va a tener una constante elásticamayor !ue uno <ec<o de cobre ya !ue $ste opone menor resistencia alestiramiento o compresión& lo cual demuestra !ue el material del !ue están<ec<os condicionan sus propiedades elásticas y con ellas su constante deelasticidad.
7) 0nalizar y veri'icar la di'erencia e)istente entre un muelle tipo espiral y unmuelle tipo laminar o de banda
Muelle en espiral@s un resorte de torsión !ue re!uiere muy poco espacio a)ial& está 'ormado por una lámina de acero de sección rectangular enrollada en 'orma de espiral.& seutiliza para producir movimiento en mecanismos de relo=er%a& cerraduras&persianas& metros enrollables& =uguetes mecánicos& etc.
Muelle laminar @ste tipo de resorte se conoce con el nombre de ballesta. @stá 'ormado por unaserie de láminas de acero de sección rectangular de di'erente longitud& lascuales traba=an a 'le)ión la lámina de mayor longitud se denomina láminamaestra. ?as láminas !ue 'orman la ballesta pueden ser planas o curvadas en'orma parabólica& y están unidas entre s%. #or el centro a trav$s de un tornillo opor medio de una abrazadera su=eta por tornillos. ?as ballestas se utilizan comoresortes de suspensión en los ve<%culos& realizando la unión entre el c<asis y
los e=es de las ruedas. Su 'inalidad es amortiguar los c<o!ues debidos a lasirregularidades de las carreteras.
) ¿#or !u$ el es'uerzo a la tracción es positivo y el es'uerzo a la compresión esnegativo"
#or!ue el 'uerzo por tracción nos <ace estirar el resorte& es decir !ue x>0por lo !ue tambi$n el es'uerzo es positivo en cambio al comprimir el resorteocurre todo lo contrario x<0 por lo !ue dic<o es'uerzo será negativo.
!) 0nalice las 'uerzas de co<esión y 'uerzas de ad<erencia. D$ e=emplos
/uy es!uemáticamente& las de co<esión son 'uerzas intramoleculares dentrodel mismo cuerpo y las de ad<esión se producen entre mol$culas super'icialesde distintas sustancias !ue están en contacto /ás en detalle& las 'uerzas deco<esión corresponde a un grupo de 'uerzas intermoleculares de atracción&tambi$n denominadas de van der Eaals& !ue son las responsables de los
estados de agregación l%!uido y sólido de las sustancias no iónicas o metálicas.
#ero además de $stas tambi$n intervienen 'uerzas de contacto& 'uerzascapilares& 'uerzas de amortiguamiento <ist$rico y viscoso& 'uerza elástica de lamicro viga. Una de las consecuencias de las 'uerzas de co<esión es la tensiónsuper'icial !ue se produce en los l%!uidos como consecuencia de la asim$tricadistribución molecular en la super'icie de estos& ya !ue esas mol$culas& las dela super'icie& son atra%das sólo <acia aba=o y <acia los lados& pero no <aciaarriba. #or su parte las 'uerzas de ad<esión se deben principalmente a ladipolaridad de algunos l%!uidos& lo !ue provoca las interacciones entre cargaspositivas& por e=emplo& de las mol$culas de agua y la negativa de los átomos deo)%geno del vidrio& con el resultado del e'ecto capilaridad& !ue permite una
pe!ue+a ascensión de ciertos l%!uidos en contra de la 'uerza de la gravedad. @l =uego de ambas 'uerzas& co<esión y ad<erencia& es la !ue produce losmeniscos en la super'icie de los 'luido en las zonas de contacto con susrecipientes. uando la 'uerzas de ad<erencias son mayores !ue las deco<esión el menisco es cóncavo 1agua y vidrio. uando vencen las 'uerzas deco<esión el menisco es conve)o 1mercurio y vidrio.Otro e=emplo seria tomandoen cuenta un sistema de muelle o resorte con una determinada masa o una'uerza& en el proceso de tracción el cuerpo en este caso el muelle tiende aretornar a su estado de e!uilibrio e igualmente cuando es en el proceso decompresión.
1") Determine para la regla metálica el valor del módulo de Young E en
N /m2
E=
9.81 x 0.02
0.03 x2π
0.15
67.15
=468.39
11) ¿uánto es la energ%a elástica acumulada en esta barra en la má)imade'ormación"
3$ Rico < Sise%as de resores en serie @ *ara'e'o MB,ico! .ni/ersidad deDuana;uao +is*onib'e en!"*!##in)enieriasu)o%,#*roesores#c"e%a#docu%enos#&ibracionesG20MecG6:GA1nicas#ResoresG20enG20SerieG20@G20Para'e'o*d