LABORATORIO DE FISICA ii

Laboratorio de Fsica ll Universidad Nacional Mayor de San Marcos Universidad Nacional Mayor de San MarcosLaboratorio de Fsica ll

CONTENIDO

I. Introduccin Pg.2II. Objetivos... Pg.3III. Materiales. Pg.4IV. Fundamento Terico... Pg.5V. Procedimiento..... Pg.7VI. Evaluacin Pg.9VII. Conclusiones....Pg.11VIII. Sugerencias/RecomendacionesPg.12IX.

l. INTRODUCCION

En el siguiente informe hemos pretendido hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, el mdulo de rigidez, para lo cual hacemos uso de la ley de Hooke en el primer caso y de la ecuacin de flexin para hallar el mdulo de Young en el segundo caso.Sin ms prembulos pasamos al desarrollo de nuestro informe de laboratorio esperando sea del agrado de nuestro docente del curso.

ll.OBJETIVO

Observar las propiedades elsticas de un resorte en espiral y una regla metlica. Determinar la constante elstica del resorte en espiral. Determinar el mdulo de Young de una Regla metlica.

III. MATERIALES

-2 Soporte universal -1 Resorte en espiral de acero -1 Regla de madera graduada de 1m de longitud -1 Juego de pesas ms porta pesas -1 Regla metlica de 100 cm de longitud -2 Sujetadores (nuez o clamp) -1 Balanza de precisin de 3 ejes

IV.FUNDAMENTO TERICO

Los slidos cristalinos, en general, tienen una caracterstica fundamental denominada Coeficiente elstico, que aparece como consecuencia de la aplicacin de fuerzas externas de tensin o compresin, que permiten al cuerpo de seccin transversal uniforme, estirarse o comprimirse. Se dice que un cuerpo experimenta una deformacin elstica, cuando recupera su forma inicial al cesar la fuerza que la produjo.CASO 1: DEFORMACION ELASTICA DE UN RESORTE (LEY DE HOOKE)Se tiene un resorte en espiral al cual aplicaremos fuerzas que se irn incrementando produciendo un estiramiento en el resorte cada vez mayor.Se demostrara que la fuerza aplicada y la deformacin del resorte son proporcionales por lo cual se cumple la Ley de Hooke:

F = - x

Encontraremos su constante elstica k, como la pendiente de la grfica F vs x, donde F es la fuerza aplicada y x el estiramiento del resorte en espiral desde su posicin de equilibrio. CASO2: FLEXION ELASTICA DE UNA BARRA METALICA (MODULO DE YOUNG)Las caractersticas elsticas de un material homogneo e isotrpico quedan plenamente definidas si se conoce el Modulo de Young y el Coeficiente de Poisson(En el caso de la flexin de una varilla, esta experimenta un alargamiento por su parte convexa y una contraccin por la cncava. El comportamiento de la varilla est determinado por el mdulo de Young del material de que est hecha, de modo que el valor de dicho mdulo puede determinarse mediante experimentos de flexin.

Utilizaremos una regla metlica, de seccin transversal rectangular apoyada sobre dos extremos. Si se aplica una fuerza vertical (F) en el punto medio de la regla, la deformacin elstica que esta experimenta es un descenso de dicho punto, llamada flexin (s), que por la ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada:s = FSiendo k, la constante elstica que depende de las dimensiones geomtricas de la varilla y del mdulo de Young (E) del material: S= 1 L3 F 4E ab3

Siendo: L la longitud de la varilla a: el ancho de la varilla b: la altura o espesor de la misma Si F se mide en N. Y todas las longitudes en mm, entonces el mdulo de Young se expresar en N/mm2 .

IV. PROCEDIMIENTO MONTAJE 1 Monte el equipo, como muestra el diseo experimental.1. Utilizamos la balanza para determinar los valores de las masas del resorte y del portapesas.

m(resorte) =

M(porta pesas)=

2. Colgamos al resorte de la varilla y anotamos la posicin de su extremo inferior. Posicin 1: .. cm

3. Colocamos el portapesas en el extremo inferior del resorte y anotamos la posicin correspondiente. Posicin 2: .. cm

4. Colocamos una pesa pequea [m = ...... kg ] en el portapesas y anotamos la posicin correspondiente. Posicin 3: .. cm5. Adicionamos pesas al porta pesas que incrementara el estiramiento de acuerdo a la suma de masas. En la Tabla 1 anotamos los valores de las posiciones X1 (incluida la posicin de referencia).6. Ahora, retiramos una a una las pesas de la porta pesas. Anotamos las posiciones X2 y completamos la tabla 1.Calculamos el promedio para cada masa: x= x1 + x2 2

Tabla 1NM(Kg)X1(m)X2(m)X(m)F(N)K(N/m)

1

2

3

4

5

6

7

Determine la constante elstica k del resorte; k = . N/mMONTAJE 2 Monte el equipo, como muestra el diseo experimental.1. Medimos las dimensiones geomtricas de la regla metlica: Longitud (L): mm. Ancho (a): mm. Espesor (b): . mm.

2. Colocamos la regla metalica en posicin Horizontal sujetada a las nueces metlicas.3. Determinamos la posicin inicial del centro de la varilla con respecto a la escala vertical graduada. Posicin inicial: cm

4. Vamos cargando gradualmente la varilla, por su centro, y midiendo las flexiones correspondientes (s). Anotamos los resultados en la tabla 2.5. Una vez que consideramos haber obtenido una deformacin suficiente, descargamos gradualmente la varilla, midiendo y anotando las flexiones correspondientes (s).6. Con los resultados obtenidos, calculamos el valor promedio de los pares de s y s para cada carga. Anotamos en la Tabla 02.

NCarga (Kg)S (mm)S (mm)S (mm)

1

2

3

4

5

6

7

V.EVALUACION

1. Hallar el Error porcentual (E%), considerando como valor terico el valor de la constante elstica hallada por el mtodo de mnimos cuadrados.

2. Determinar el Keq para resortes colocados en serie y paralelo respecto a una masa.

3. Analice la razn existente de la diferencia de la constante elstica de dos diferentes resortes en espiral.

4. Analizar y verificar la diferencia existente entre un muelle tipo espiral y un muelle tipo laminar o de banda.

5. De la grafica Fvs. X resultante, como representara Ud. El trabajo?

6. Por qu el esfuerzo a la traccin es positivo y el esfuerzo a la compresin es negativo?

7. Analice las fuerzas de Cohesion y fuerzas de adherencia. De ejemplos

8. . Determine para la regla metlica el valor del mdulo de Young (E) en N/m2 .

9. Cunto es la energa elstica acumulada en esta barra en la mxima deformacin?

CONCLUSIONES

SUGERENCIA/RECOMENDACION Pesar todas las pesas, ya que existe cierto desgaste del material lo que podra aumentar la magnitud del error.

Abril, 2015, Ciudad Universitaria0