Informe practica - Grade: 5 PDF

Preview

Summary

informe word...

Description

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA IDENTIFICACIÓN PRÁCTICA N°: 5 NOMBRE DE LA PRÁCTICA: LEY DE HOOKE INTEGRANTES

FECHA: 17/04/2021

NOMBRE: MAYRA ALEJANDRA ALVERNIA QUINTERO

CÓDIGO:1065901324

NOMBRE: RICARDO ESLAVA NUNCIRA

CÓDIGO:1098752382

PROGRAMA: TECNOLOGIA EN

GRUPO: E164

PRODUCCION INDUSTRIAL

Sub grupo: 3

DOCENTE: PABON RIAÑO DUBIL OLVASADA

RESUMEN

TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS ANÁLISIS DE RESULTADOS Y/O ANÁLISIS DE GRÁFICAS

OBSERVACIONES

CONCLUSIONES ANEXOS 1. PESO El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.1 El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por

extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte, entre otros) en cuyas proximidades se encuentre. Unidades de peso Como el peso es una fuerza, se mide en unidades de fuerza. Sin embargo, las unidades de peso y masa tienen una larga historia compartida, en parte porque su diferencia no fue bien entendida cuando dichas unidades comenzaron a utilizarse. Sistema Internacional de Unidades Este sistema es el prioritario o único legal en la mayor parte de las naciones (excluidas Birmania y los Estados Unidos), por lo que en las publicaciones científicas, en los proyectos técnicos, en las especificaciones de máquinas, etc., las magnitudes físicas se expresan en unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI). Así, el peso se expresa en unidades de fuerza del SI, esto es, en newtons (N): 

1 N = 1 kg · 1 m/s²

Sistema Técnico de Unidades En el Sistema Técnico de Unidades, el peso se mide en kilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp), definido como la fuerza ejercida sobre un kilogramo de masa por la aceleración en caída libre (g = 9,80665 m/s²)4 

1 kgf = 9,80665 N = 9,80665 kg·m/s²

Otros sistemas También se suele indicar el peso en unidades de fuerza de otros sistemas, como la dina, la libra-fuerza, la onza-fuerza, etcétera. La dina es la unidad CGS de fuerza y no forma parte del SI. Algunas unidades inglesas, como la libra, pueden ser de fuerza o de masa. Las unidades relacionadas, como el slug, forman parte de sub-sistemas de unidades. Cálculo del peso[editar]

Contribución de las aceleraciones gravitatoria y centrífuga en el peso El cálculo del peso de un cuerpo a partir de su masa se puede expresar mediante la segunda ley de la dinámica: donde el valor de es la aceleración de la gravedad en el lugar en el que se encuentra el cuerpo. En primera aproximación, si consideramos a la Tierra como una esfera homogénea, se puede expresar con la siguiente fórmula: de acuerdo a la ley de gravitación universal. En realidad, el valor de la aceleración de la gravedad en la Tierra, a nivel del mar, varía entre 9,789 m/s² en el ecuador y 9,832 m/s² en los polos. Se fijó convencionalmente en 9,80665 m/s2en la tercera Conferencia General de Pesas y Medidas convocada en 1901 por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures).5 Como consecuencia, el peso varía en la misma proporción.

2. ¿QUÉ ES LA LEY DE HOOKE? La Ley de elasticidad de Hooke, o simplemente Ley de Hooke, es el principio físico en torno a la conducta elástica de los sólidos. Fue formulada en 1660 por el científico británico Robert Hooke, contemporáneo del célebre Isaac Newton. El precepto teórico de esta ley es que el desplazamiento o la deformación sufrida por un objeto sometido a una fuerza, será directamente proporcional a la fuerza deformante o a la

carga. Es decir, a mayor fuerza, mayor deformación o desplazamiento, o como lo formuló en latín el propio Hooke: Ut tensio sic vis (“como la extensión, así la fuerza”). La Ley de Hooke es sumamente importante en diversos campos, como en la física y el estudio de resortes elásticos (su demostración más frecuente). Es un concepto fundamental para la ingeniería y la arquitectura, la construcción y el diseño, ya que permite prever la manera en que una fuerza prolongada o un peso alterará las dimensiones de los objetos en el tiempo. Se dice que esta ley fue publicada por Hooke bajo la forma de un misterioso anagrama (ceiiinosssttuv), del cual puede reconstruirse el enunciado en latín de su ley, porque tenía miedo de que alguien pudiera adueñarse ilegalmente de su descubrimiento. Un par de años más tarde, sin embargo, hizo públicos sus hallazgos. Puede servirte: Propiedades generales de la materia

Fórmula de la ley de Hooke para resortes La fórmula más común de la ley de Hooke es la siguiente: F = -k . ΔL Donde: 

F es la fuerza deformante



ΔL es la variación que experimenta la longitud del resorte, ya sea una compresión o extensión.



k es la constante de proporcionalidad bautizada como constante de resorte, generalmente expresada en Newtons sobre metros (N/m).

Para el cálculo de ΔL, es decir, la deformación del objeto, es necesario conocer la longitud inicial (L0) y la final (Lf). Ver además: Elasticidad en física

Aplicaciones de la ley de Hooke

La ley de Hooke permite predecir el efecto del peso sobre los materiales de construcción. La ley de Hooke es sumamente útil en todos aquellos campos en los que se requiere del conocimiento pleno de la capacidad elástica de los materiales. La ingeniería, la arquitectura y

la

construcción

son

las disciplinas en

las

que

es

usada

más

frecuentemente. Por ejemplo, esta ley permite predecir el efecto que el peso de los automóviles tendrá sobre un puente y sobre los materiales de los que está hecho (como el metal). También permite calcular el comportamiento de un fuelle o un conjunto de resortes, dentro de alguna máquina específica o aparato industrial. La aplicación más conocida de la ley de Hooke es la elaboración de los dinamómetros: aparatos compuestos por un resorte y una escala que permiten medir escalarmente fuerzas.

Ley de Hooke y elasticidad La aplicación de la ley de Hooke para el cálculo de la elasticidad varía si se trata de

resortes, o de sólidos elásticos. Para calcular la elasticidad de los resortes se aplica la “ecuación del muelle”, que es la forma más general de plantear la fórmula de la ley de Hooke (la misma que ofrecimos arriba: F = -k . ΔL). Conociendo la constante del resorte k y la masa del objeto conectado al resorte, se puede calcular la frecuencia angular de oscilación del resorte (ω), con la siguiente fórmula: ω = √k/m En cambio, para calcular la elasticidad de los sólidos elásticos, se deberá generalizar la ley de los resortes, dado que la distribución de la tensión en sus cuerpos es mucho más complicada que un fuelle. Para eso, se recurre a las ecuaciones de Lamé-Hooke, que poseen fórmulas específicas para cada sólido según su forma específica: unidimensional, tridimensional isótropo o tridimensional ortótropo. Pero estos son temas que requieren una elaboración mucho más compleja y técnica. 3. FUERZA DE RESTITUCION

Fuerza que siempre se va a oponer al estiramiento o alargamiento de un resorte, de tal manera que que esta fuerza hará que el resorte se vuelva a comprimir y regrese a su estado original.

Cuando tienes una deformación elástica de un objeto, por ejemplo un resorte o muelle, la fuerza que éste ejerce tendiente a restituirlo a su forma original se llama fuerza de restitución. La fuerza de restitución es reactiva, es decir, es una reacción del objeto ante una fuerza

4. LÍMITE ELÁSTICO:

El límite

elástico o límite

de

elasticidad,

es

la tensión máxima

que

un material

elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores

a

este

límite,

el

material

experimenta

un

comportamiento

plástico

con deformaciones permanentes y no recupera espontáneamente su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke. Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación de tensión uniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material. Determinación del límite elástico[editar]

Determinación del límite elástico convencional. Si se disponen las tensiones en función de las deformaciones en un gráfico se observa que, en un principio y para la mayoría de los materiales (los elastómeros no lo cumplen, por ejemplo), aparece una zona que sigue una distribución casi lineal, donde la pendiente es el módulo de elasticidad E. Esta zona se corresponde a las deformaciones elásticas del material hasta un punto donde la función cambia de régimen y empieza a curvarse, zona que se corresponde al inicio del régimen plástico. Ese punto es el límite elástico. Debido a la dificultad para localizarlo exactamente y con total fidelidad, ya que en los gráficos experimentales la recta es difícil de determinar y existe una banda donde podría

situarse el límite elástico, en ingeniería se adopta un criterio convencional y se considera como límite elástico la tensión a la cual el material tiene una deformación plástica del 0.2% (o también ε = 0.002)

5. ENERGIA POTENCIAL ELASTICA La energía potencia elástica es la capacidad que tiene un cuerpo elástico (resorte, muelle, un arco, etc.) para realizar un trabajo según de la posición en que se encuentre respecto a su posición de equilibrio. O, dicho de forma inversa, la energía potencial elástica que tiene un muelle, un resorte, etc. es igual al trabajo que ha realizado una fuerza externa a él para causarle esa deformación. Esta energía potencial es proporcional al cuadrado de la deformación producida. La variación de la energía potencial elástica de un sistema (por ejemplo un muelle-peso) es el valor negativo del trabajo realizado por una fuerza conservativa (fuerza recuperadora del muelle).

Su expresión es:

Donde k es la constante elástica o constante recuperadora del muelle y x el desplazamiento. La constante k es propia de cada muelle o resorte. Depende de la longitud del muelle, su composición, temperatura, geometría, etc. Usualmente, sus unidades son N/m. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.Martínez Fernández, Santiago (1989-2006). Lecciones de física (4 volúmenes). Monytex. ISBN 84-404-4290-4, ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-9219-5, ISBN 84-604-4445-7. 1. Resnick,Robert & Krane, Kenneth S. (2001). Physics (en inglés). New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-32057-9. 1. Tipler, Paul A. (2000). Física para la ciencia y la tecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté. ISBN 84-291-4382-3

2. “Ley de elasticidad de Hooke” en Wikipedia. 2. “¿Qué es la Ley de Hooke?” en Khan Academy. 2.“Hooke’s Law” en Lumen Learning. 2. “Hooke’s Law” en The Encyclopaedia Britannica. 3. prezi.com/o9gfbbm-ryac/conceptos-fuerza-de-restitución-fuerza 4.Ortiz Berrocal, L., Elasticidad, McGraw-Hill, 1998, ISBN 84-481-2046-9. 4.Fink, Donald G. Manual práctico de electricidad para ingenieros 5.Energía

de

potencia

elástica

buscado

https://www.universoformulas.com/fisica/dinamica/energia-potencial-elastica/

en...