Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
practica del laboratorio experimentales
Tipo: Apuntes
1 / 21
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
INFORME EXPERIMENTAL
En un principio a algunos científicos como Robert Hooke científico inglés, se
dedicaron a la investigación de la elasticidad. Demostró que al poner una
masa a un cuerpo sufre un esfuerzo de tensión y sufre una deformación
plástica, en la que el cuerpo no recupera su forma original al retirar la fuerza
que le provoca la deformación.
2
En los metales dio a conocer la deformación plástica, que ocurre mediante la
formación y movimiento de dislocaciones, el maciado es un mecanismo de
deformación secundaria.
Estos mecanismos de deformación plástica (macias y dislocaciones) se
activan cuando la tención aplicada supera a la a tención de fluencias del
material.
Se debe de reconocer que al aplicar una fuerza a la materia esta sufre una
deformación. Se define como cuerpo elástico a aquel que recobra su tamaño y
su forma original, cuando se deja de actuar sobre él una fuerza deformante.
3
La ley de hook se presenta como F=KS .La constante de proporcionalidad k
varía mucho de acuerdo con el tipo de material y recibe el nombre de constante
elástica. La ley de Hooke no se limita al caso de los resortes en espiral, de
hecho, se aplica a la deformación de todos los cuerpos elásticos. Para que la
ley se pueda aplicar de un modo más general, es conveniente definir los
términos esfuerzo y deformación. El esfuerzo se refiere a la causa de una
deformación elástica, mientras que la deformación se refiere a su efecto, en
otras palabras, a la alteración de la forma en sí misma.
4
Una de las propiedades más importantes de los resortes es la elasticidad. La
elasticidad es una propiedad mediante la cual un cuerpo recobra su tamaño y
forma original, cuando la fuerza que lo deformó deja de actuar ya que está
diseñado para soportar un determinado peso y lograr una deformación a causa
de la masa aplicada y volver a su estado original.
2
Serway A Raymond (2013), Fundamentos de física 8ed ., México Cengage Learning
3
Pérez Montiel, Héctor (2010), Física General, 4ed., México, Grupo editorial patria, 622p.
4
Gutiérrez Aranzeta, Carlos (2009), Física General, México, McGraw Hill, 526p.
La capacidad de elasticidad dependerá directamente del material que esté
hecho el resorte, además de su grosor y longitud o en otras palabras, la calidad
que presente.
En algunos materiales como los metales, la deformación es directamente
proporcional al esfuerzo. Sin embargo, si la fuerza es mayor a un determinado
valor, el cuerpo elástico queda deformando permanentemente. El máximo
esfuerzo que un material puede resistir antes de quedar permanentemente
deformado, se designa con el nombre de límite elástico.
5
El límite de elasticidad de un cuerpo, está determinado por su estructura
molecular, la distancia que existe entre las moléculas del cuerpo cuando no
está sometido a un esfuerzo, está en función del equilibrio entre las fuerzas
moleculares de atracción y de repulsión. Pero, si se le aplica una fuerza
suficiente para provocar una tensión en el interior del cuerpo, las distancias
entre las moléculas varían y el cuerpo se deforma. Cuando las moléculas se
encuentran firmemente unidades entre sí, la deformación es pequeña no
obstante que el cuerpo este sometido a un esfuerzo considerable. Sin
embargo, si a las moléculas que se encuentran poco unidas, al recibir un
esfuerzo pequeño, le pueden causar una deformación considerable.
6
Teniendo el conocimiento del límite elástico, facilitara controlar las masas que
serán aplicadas a los resortes, para evitar su deformación permanente y lograr
que los datos obtenidos sean más confiables y precisos, así el análisis del
comportamiento de este cuerpo elástico, será más coherente y adecuado.
Algunos ejemplos de cuerpos elásticos son: resortes, ligas, resortes, bandas de
hule, pelotas de tenis, pelotas de futbol y trampolines. La deformación de un
cuerpo elástico, puede ser directamente proporcional a la fuerza que recibe. En
otras palabras otras palabras, si la fuerza aumenta a la doble, la deformación
también aumentara al doble, y si la fuerza disminuye a la mitad, la deformación
se reduce a la mitad por ello se dice; que entre estas dos variables existe una
relación directamente proporcional.
5
Aguilar Schafer Julio Alberto; el. (s/f) Deformación elástica, plástica y fatiga .Recuperado el 1
septiembre de http://bit.ly/349Q5OC
6
Tippens, Paul E. Física Conceptos y aplicaciones 7ed, edición. Editorial Mc Graw Hill.
desgaste influye la dureza del material y también su estructura, como veremos
al hablar de las Resinas Compuestas.
Fragilidad. Es la propiedad que tienen algunos materiales de fracturarse con
nula o poca deformación permanente. Lo contrario es ductilidad o maleabilidad,
que son las propiedades que tienen algunos materiales de experimentar mucha
deformación permanente bajo cargas de tracción o compresión
respectivamente.
8
La maleabilidad es una propiedad física que tienen algunos elementos para
poder ser descompuestos en láminas o en otras palabras, que se les pueda dar
forma sin que se rompan. Las propiedades físicas de los elementos surgen
cuando estos están sometidos a esfuerzos. La evaluación de los esfuerzos y la
respuesta que estos ofrecen cuando son sometidos a las presiones,
determinan dichas propiedades.
Para poder realizar el experimento, también se debe de tomar en cuenta otros
factores que afectan a un planteamiento experimental, tipos de errores de
medición y variables extrañas (temperatura).
La temperatura es otro factor muy importante para controlar puesto que
produce una dilatación es lineal al resorte pero en nuestro caso nos afecta
demasiado ya que estamos a la temperatura ambiente normal esto sería en
casos extremos pero es necesario mencionar a que temperatura el resorte
empieza sufrir cambios significativos 100 ° a esta temperatura su elasticidad
empieza a sufrir problemas y aumenta la posibilidad que sufra un esfuerzo de
corte
Se debe tener mucho cuidado con los errores de medición ya que pueden
presentarse inesperadamente algunas anomalías a la hora de medir la longitud
de deformación que ocurra en el resorte por que será indispensable la
utilización de instrumentos adecuados y también tener precaución al tiempo de
determinar las masas que serán aplicadas al resorte.
8
Pérez Montiel, Héctor (2010), Física General, 4ed., México, Grupo editorial patria.
Determinar experimentalmente el tipo de relación cuantitativa entre la longitud
de deformación de un cuerpo elástico y la masa que la produce.
Dependiente: Longitud de deformación
Independiente: masa del objeto
● Límite elástico: se encuentra cuando la longitud inicial presenta una
variación a las obtenidas con anterioridad, debido al incrementar peso
en los objetos.
● Temperatura
La longitud de deformación de un resorte en función de la masa representara
una relación directamente proporcional, esto estando en condiciones de
temperatura constante.
Resorte metálico Okinawa de 5.4 cm de largo y 0.5 cm de diámetro
parte superior
resorte .posteriormente medir la longitud inicial de dicho
resorte
bolsas de 50 a en 50 gramos.
sujetado con el clip, observar y medir la longitud de
deformación del cuerpo elástico.
dicha masa para verificar si hubo alguna deformación en
nuestro cuerpo elástico.
100,150 gr etc. Hasta lograr alguna deformación sobre nuestro
cuerpo elástico.
longitud final y longitud de deformación.
No. Masa (gr) Longitud inicial Longitud Final Longitud de
deformación
1 200gr 5.4 cm 7.3 cm 1.9 cm
2 250gr 5.4 cm 7.9cm 2.5 cm
3 300gr 5.4 cm 8.8 cm 3.4 cm
4 350gr 5.4 cm 9.3 cm 3.9 cm
5 400gr 5.4 cm 10 cm 4.6 cm
6 450gr 5.4 cm 11 cm 5.6 cm
7 500gr 5.4 cm 11.5 cm 6.1 cm
8 550gr 5.4 cm 12 cm 6.6 cm
9 600gr 5.4 cm 12.9 cm 7.5 cm
10 750gr 5.4 cm 14.9 cm 9.5 cm
11 900gr 5.4 cm 17 cm 11.5 cm
12 1050gr 5.4 cm 18.7 cm 13.5 cm
13 1250gr 7.8 25.5 cm 13.3 cm
14 1300gr 9.3 32 cm 17.7 cm
15 1500gr 10.6 35.8 cm 22.7 cm
Tabla 2. Datos experimentales de la recta directamente proporcional en X y Y
Grafica 3. Relación cuantitativa de la proporcionalidad entre la masa y la longitud de
deformación de un resorte Okinawa a la temperatura de 25
numero Temperatura Instrumento
De
medición
Masa Longitud
inicial
Longitu
d
Final
Longitud
De
deformación
Pendient
e
1 24.5 ° C Regla 250
g.
5.5 cm. 8 cm 2.5 cm 0.01 0.
2 24.5 ° C Regla 300
g.
5.5 cm. 8.6 cm 3.1 cm 0.012 0.
C Regla 350
g.
5.5 cm. 9.5 cm 4.0 cm 0.018 0.
4 25 ° C Regla 400
g.
5.5 cm. 10.1 cm 4.6 cm 0.012 0.
C Regla 450
g.
5.5 cm. 10.6 cm 5.1 cm 0.1 0.
6 25 ° C Regla 500
g.
5.5 cm. 11.5 cm 6.0 cm 0.018 0.
Tabla 4. Datos de Proporción entre masa / deformación de un resorte metálico grupal
150 200 250 300 350 400 450 500
1
2
3
4
5
6
Masa (g)
longitud de deformación (cm)
ANALISIS DE RESULTADOS
En base a los datos que se obtuvieron en la tabla y grafico 1 la cual fue la
determinación del límite elástico se observa que la masa es la variable
dependiente y la variable independiente es la deformación del límite elástico.
Las variables dependientes son aquellas que se puede manipular en este caso
manipulamos las masas aumentando desde 250 gramos a 1500
progresivamente de 50, 100,200 gramos. El objetivo es determinar la
deformación del límite elástico del resorte metálico Okinawua a una
temperatura controlada. Se observa que en 1250 gramos el resorte ya no
regresa a su tamaño original 5.5cm si no su tamaño pasa a ser 7.8 esto indica
que su límite elástico aproximado es de 1250 se repitió dos veces más para
reafirmar que se alcance el límite de deformación esto sirve para delimitar
masas que nos sirvan durante la práctica y poder tener una relación
cuantitativa de la proporcionalidad entre la masa y la longitud de deformación
Para el proceso experimental ocupamos los rangos del límite elástico ya que
ocupamos el mismo tipo de resorte tanto en a marca, tamaño y material.
De acuerdo con nuestra hipótesis: La longitud de deformación de un resorte en
función de la masa representara una relación directamente proporcional, esto
estando en condiciones de temperatura constante. En la tabla y el grafico 2
muestran que nuestra no cumple la proporcionalidad directa ya que pueden
afectar factores que comúnmente son errores de mediación o errores
circunstanciales
En la tabla y grafico 3 se observan los mismos que igualmente la deformación
no fue proporcional a su masa solo que en esta se puede apreciar que los
errores fueron mínimos ya que en la pendiente de la recta la se observa que
toco más puntos de dispersión los cuales son los datos que se obtuvieron
durante el experimento
El tabla 4 nuestro se muestran todos los resultados de los diferentes equipo en
podemos notar diferente variante estas deben a diversos factores como
tamaños, marcas, materiales diferentes pero en algunos casos de deben a
errores de medición.
Conclusión
Podemos observar que en base al experimento con los datos obtenidos; la
hipótesis planteada para el experimento es cierta, ya que, al aumentar la masa
de un objeto, mayor será el alargamiento o como mencionamos, la deformación
del cuerpo elástico
Mediante la correlación de mínimos cuadrados pudimos identificar que la marca
de error fue mínima, como se puede observar en la gráfica.
Así pues, podemos observar que hay variaciones observables al poner ciertas
masas al resorte y, si se llegara el caso de exceder la resistencia del cuerpo
elástico, con una masa mayor a su capacidad, esta llegaría al límite elástico.
Logramos cumplir con el objetivo mencionado, experimentamos y
comprobamos que nuestra hipótesis es correcta, mencionado con anterioridad.
