INFORME DE LABORATORIOLEY DE HOOKE

Universidad del Magdalena, Facultad de ingeniera.

RESUMENEste informe se dar a conocer una experiencia de laboratorio de fsica, en el cual se implement la ley de Hooke, el desarrollo de este trabajo ayudara a identificar factores presentes en el modelo experimental realizado, para aclarar conceptos, ideas acerca de este tema. OBJETIVOS Identificar las experiencias realizadas en base a la ley de Hooke. Determinar la constante de elasticidad de un resorte en un sistema esttico.

INTRODUCCINUn cuerpo se denomina elstico cuando recobra su forma despus de cesar las fuerzas que lo han deformado. El cientfico ingls Robert Hooke (1635-1703) estudio en el siglo XVII la relacin de las fuerzas aplicadas sobre cuerpos elsticos y los alargamientos en ellos producidos. Robert Hooke fue un cientfico ingls. Es considerado uno de los cientficos experimentales ms importantes de la historia de la ciencia, polemista incansable comn genio creativo de primer orden. Sus intereses abarcaron campos tan dispares como la biologa, la medicina, la cronometra, la fsica planetaria, la mecnica de slidos deformables, la microscopa, la nutica y la arquitectura.La forma ms comn de representar matemticamente laLey de Hookees mediante la ecuacin delmuelleoresorte, donde se relaciona la fuerzaejercida en el resorte con laelongacino alargamientoproducido:

Donde F es la fuerza, medida en newtons, k, la constante del resorte y x, el alargamiento, o compresin. El signo negativo indica que la fuerza del resorte es restituida, u opuesta a la fuerza externa que lo deforma. Esta expresin se conoce con el nombre de ley de Hooke. Si la fuerza deformadora sobrepasa un cierto valor mximo, el cuerpo no volver a su tamao (o forma) original despus de suprimir esa fuerza. Entonces se dice que el cuerpo ha adquirido una deformacin permanente. La tensin, o compresin, ms pequea que produce una deformacin permanente se llama lmite de elasticidad. La ley de Hooke no es aplicable para fuerzas deformadoras que rebasan el lmite de elasticidad. Por otro lado, cuando el movimiento de un objeto se repite en intervalos regulares, o perodos, se le llama movimiento peridico.

MATERIALES Soporte universal Regla mtrica Juego de pesas Resorte

MONTAJE DEL EXPERIMENTO

METODOLOGASe arm el montaje de la figura (1), luego se determin un sistema de medida para realizar la toma de datos, seguidamente se midi la longitud del resorte Lo, posteriormente se colg una masa m, en el extremo libre del resorte, despus se vari la masa y se midi las deformaciones del resorte.

RESULTADO RESORTE No 112345Promedio

Lo (cm)6,36,26,36,26,36,26

Peso (F)100g200g300g400g500g

LongitudL1L2L3L4L5

19,312,014,517,320,1

29,012,114,817,220,0

39,112,114,517,119,9

49,312,114,517,521,0

59,212,214,717,320,0

promedio9,1812,114,617,2820,2

RESORTE No 212345Promedio

Lo (cm)6,86,76,86,66,76,72

Peso (F)50g100g150g200g250g

LongitudL1L2L3L4L5

111,114,217,120,323,5

210,914,117,220,323,4

311,114,117,320,223,2

411,214,017,020,423,5

511,013,917,120,123,2

promedio11,0614,0617,1420,2623,36

CUESTIONARIO1. Identifique las variables dependiente e independiente con sus respectivas unidades.2. Grafique F Vs L1 qu tipo de curve obtuvo? 3. Utilice el mtodo de regresin lineal y halle la ecuacin que relaciona las variables 4. Determine la pendiente de las grficas obtenidas 5. Qu unidades tienen dichas pendientes? Que representa fsicamente estas pendiente?6. Conociendo el valor de las pendientes de las rectas y su significado fsico comprelas que concluye.7. Realice un diagrama de fuerza e identifique y dibuje las fuerzas que actan sobre el sistema Cmo son esas fuerzas en magnitud, direccin, y sentido?8. Si colgramos una masa m en un resorte produce una deformacin L. si se duplicar la masa cuanto se deforma el resorte.9. Si la relacin entre la fuerza y el cambio de longitud (alargamiento o compresin) es lineal, decimos que el sistema elstico obedece la ley de Hooke. Es la ley de Hooke as enunciada. Una ley o una definicin?.

CONCLUSIONES

La deformacin que se produce en el resorte es por la cantidad de peso (masa) que se le aplica.

A medida que se le aplica una fuerza mayor al resorte su elongacin va ser ms notable.

En la grfica hecha con los datos obtenidos, se pudo observar que fue una lnea recta y ascendente todo el tiempo, quizs si los datos hubiesen variado se hubieran obtenido otro tipo de grfica.

BIBLIOGRAFAS

INFORME DE LABORATORIOROZAMIENTO

Universidad del Magdalena, Facultad de ingeniera.

RESUMENEste informe de laboratorio presenta las instrucciones y lineamientos generales para calcular el coeficiente de rozamiento esttico y dinmico entre dos superficies en contacto a partir de las leyes de Newton. Se emplearan diversos materiales de fcil adquisicin tales como, Dinammetro, Balanza, Transportador, Para un mismo par de cuerpos, el rozamiento es mayor un instante antes de que comience el movimiento (esttico) que cuando ya ha comenzado (dinmico).

OBJETIVOS Determinar experimentalmente el coeficiente de rozamiento esttico y cinemtico de dos superficies en contacto. Calcular el coeficiente de rozamiento cintico a travs de la determinacin de ngulo crtico de una superficie inclinada.

INTRODUCCINEn el rozamiento entre dos cuerpos slidos se ha observado que son vlidos de forma aproximada los siguientes hechos empricos: La fuerza de rozamiento tiene direccin paralela (tangente) a la superficie de apoyo.

El coeficiente de rozamiento depende exclusivamente de la naturaleza de los cuerpos en contacto, as como del estado en que se encuentren sus superficies. La fuerza de rozamiento ( Fr) es directamente proporcional a la fuerza normal (N) que acta entre las superficies de contacto. Donde (coeficiente de rozamiento) es la constante de proporcionalidad.

Para un mismo par de cuerpos, el rozamiento es mayor un instante antes de que comience el movimiento (esttico) que cuando ya ha comenzado (dinmico).Las leyes de Newton se pueden utilizar para calcular el coeficiente rozamiento esttico y dinmico de un cuerpo.1) Coeficiente de rozamiento esttico. La fuerza de rozamiento o friccin entre dos cuerpos aparece an sin que exista movimiento relativo entre ellos. Cuando as sucede acta la fuerza de rozamiento esttico. En el caso particular, de un objeto (m) en reposo sobre un plano inclinado, como se ilustra en la figura 1, se puede apreciar de acuerdo al diagrama de fuerzas, que sobre este cuerpo actan tres fuerzas: la normal (N), el peso (W) y el rozamiento esttico (Fs)

Dado que el objeto esta en reposo, a partir del diagrama de fuerzas y utilizando las leyes de Newton se encuentran las siguientes ecuaciones:

El coeficiente de rozamiento esttico es igual a la tangente del ngulo del plano inclinado, en el que el cuerpo se mantiene en equilibrio sin deslizar; ello permite calcularlos distintos coeficientes de rozamiento esttico, simplemente colocando un cuerpo sobre un plano inclinado y aumentando el ngulo de inclinacin progresivamente hasta observar el momento en el que el cuerpo comienza a deslizarse, la tangente de este ngulo es el coeficiente de rozamiento. Del mismo modo conocido el coeficiente de rozamiento entre dos materiales podemos saber el ngulo mximo de inclinacin que puede soportar sin deslizar.2) Coeficiente de rozamiento dinmico. La fuerza de rozamiento dinmico es la que acta cuando el cuerpo est en movimiento con respecto a la superficie sobre la que se est moviendo. Dado un cuerpo (m) sobre una superficie horizontal, como se ilustra en la figura 2, debe considerarse de acuerdo al diagrama de fuerzas, que sobre este cuerpo actan cuatro fuerzas: la normal (N), el peso (W), la fuerza aplicada (F) y el rozamiento dinmico (Fd).

Dado que el objeto esta en movimiento, a partir del diagrama de fuerzas y utilizando las leyes de Newton se encuentran las siguientes ecuaciones:

Es decir, la fuerza aplicada (F) a un cuerpo es igual a la fuerza de rozamiento dinmico (Fr ) ms la fuerza de inercia (ma) que el cuerpo opone a ser acelerado. Tambin se puede deducir que:

El coeficiente de rozamiento dinmico es igual al cociente de la resta de la fuerza aplicada (F) y la fuerza de inercia (ma) entre el peso del cuerpo.

MATERIALES Bloques de diferentes clases de superficies Plano horizontal y plano inclinado Juego de pesas Dinammetro Balanza Transportador

MONTAJE DEL EXPERIMENTO

METODOLOGASe arm el montaje de la figura 1, luego se coloc un bloque de madera de masa conocida sobre la superficie horizontal, se sujet el extremo del dinammetro en la argolla del bloque, se registr el valor justo antes de empezar el movimiento del bloque. Esta es la fuerza mxima (fe), cuando el movimiento es inminente, se repiti el mismo procedimiento, pero est vez cuando el bloque es movido con velocidad constante. Esta es la fuerza de rozamiento dinmica (fd).RESULTADOTabla No 1Madera- Madera

Masa (g)9358810831578

Normal

fe0,11,735,6

0,21,73,95,8

0,21,44,15,2

fe

fd0,241,63,44,8

0,1423,24,6

0,31,83,64,4

fd

Tabla No 2Madera- Madera

Masa(g)8357810731568

Normal

fe0,81,22,43

0,161,22,63,4

0,161,62,43,4

fe

fd0,141,32,23,4

0,120,923,2

0,121,12,23,4

fd

Tabla No 393g+495gMasa del carrito= 588g fe Madera-Madera

tan

30 3,2N

Tabla No 483g+495gMasa del carrito= fe Madera-Fieltro

tan

30 2,8N

Tabla No 5 fe Madera-Madera

tan

30 3N

Tabla No 6 fe Madera-Fieltro

tan

302,,6N

CUESTIONARIOPara cada par de superficie grafique fe Vs N y fd Vs N. Qu tipo de grfica obtuvo?Utilizando el mtodo de regresin lineal determine la pendiente de las obtenidas. Qu representacin est pendiente? Qu unidades tiene?Determine el punto de corte con el eje y Qu representa este punto? Utilizando el plano inclinado verifique los coeficientes de rozamiento esttico y dinmico.Teniendo en cuenta los valores obtenidos experimentalmente de los coeficientes de rozamiento esttico y dinmico por qu el coeficiente de rozamiento esttico s mayor que el coeficiente de rozamiento dinmico?

CONCLUSIN El coeficiente de rozamiento esttico es independiente de la masa de los cuerpos que se encuentran en contacto. El coeficiente de rozamiento es prcticamente independiente del rea de las superficies en contacto. Un cuerpo en reposo (en contacto con otra superficie) experimenta un cambio en la cantidad de movimiento cuando se le aplica una fuerza (F) mayor que la fuerza de rozamiento esttico. El valor del coeficiente de rozamiento es caracterstico de cada par de materiales en contacto; no es una propiedad intrnseca de un material. Depende adems de muchos factores tales como: la temperatura, el acabado de las superficies, la velocidad relativa entre las superficies, etc.

BIBLIOGRAFA

INFORME DE LABORATORIOSEGUNDA LEY DE NEWTON

Universidad del Magdalena, Facultad de ingeniera.

RESUMEN En la 2 practica de Laboratorio de fsica, cuyo tema central es La Segunda Ley de Newton, se apoya en un conjunto de instrumentos (carro, trial, polea, cronometro, masa, etc.), para demostrar con resultados el cumplimiento o no de esta Ley, adems de establecer la relacin entre fuerza y aceleracin cuando la masa permanece constante, de igual forma comprobaremos la relacin entre masa y aceleracin cuando la fuerza permanece constante. Adems verificaremos las proporcionalidades tericas e inversas descritas en la mayora de los textos de estudio.

OBJETIVOS Comprobar la segunda ley de Newton analizando la relacin entre fuerza, masa y aceleracin. Estudiar la segunda ley de newton

INTRODUCCINLa segunda ley delmovimientode Newton dice que: el cambio demovimientoes proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre segn la lnea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.Esta ley explica qu ocurre si sobre un cuerpo enmovimiento(cuyamasano tiene por qu ser constante) acta una fuerza neta: la fuerza modificar el estado demovimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimientode un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relacin entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y laaceleracinestn relacionadas. Dicho sintticamente, la fuerza se define simplemente en funcin del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas sern iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.En trminos matemticos esta ley se expresa mediante la relacin:

Dondees la cantidad demovimientoyla fuerza total. Bajo la hiptesis de constancia de lamasay pequeas velocidades, puede reescribirse ms sencillamente como:

Que es la ecuacin fundamental de la dinmica, donde la constante de proporcionalidad distinta para cada cuerpo es sumasadeinercia, pues las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo sirven para vencer su inercia, con lo quemasaeinerciase identifican. Es por esta razn por la que lamasase define como una medida de lainerciadel cuerpo.Por tanto, si la fuerza resultante que acta sobre una partcula no es cero, esta partcula tendr unaaceleracinproporcional a la magnitud de la resultante y en direccin de sta. La expresin anterior as establecida es vlida tanto para la mecnica clsica como para la mecnica relativista, a pesar de que la definicin de momento lineal es diferente en las dos teoras: mientras que la dinmica clsica afirma que lamasade un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecnica relativista establece que lamasade un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.De la ecuacin fundamental se deriva tambin la definicin de la unidad de fuerza onewton(N). Si lamasay laaceleracinvalen 1, la fuerza tambin valdr 1; as, pues, el newton es la fuerza que aplicada a unamasade un kilogramo le produce unaaceleracinde 1 m/s. Se entiende que laaceleraciny la fuerza han de tener la misma direccin y sentido.La importancia de esa ecuacin estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinmica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos demovimiento: rectilneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).Si sobre el cuerpo actan muchas fuerzas, habra que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por ltimo, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sera su peso, que provocara unaaceleracindescendente igual a la de la gravedad.

MATERIALES Carril de aire Juego de pesas Cuerdas Photo Gate Balanza Carro Deslizador Polea

MONTAJE DEL EXPERIMENTO

METODOLOGA

RESULTADOSTabla No 1

X1020304050

t10,170,270,370,500,52

t20,190,270,410,490,51

t30,220,310,420,450,54

t

Tabla No 2 X1020304050

t10,290,651,110,971,23

t20,360,560,821,291,33

t30,370,591,040,941,34

t

Tabla No 3X1020304050

t10,140,250,330,390,48

t20,120,270,320,420,53

t30,150,230,320,410,56

t

Tabla No 1X1020304050

t10,090,150,210,260,41

t20,100,160,200,310,39

t30,110,150,250,340,38

t

Tabla No 2 X1020304050

t10,190,060,080,240,28

t20,130,290,210,270,31

t30,070,160,160,240,31

t

Tabla No 3 X1020304050

t10,110,140,210,280,30

t20,90,150,200,240,43

t30,90,160,230,270,43

t

CUESTIONARIO

CONCLUSIN Analizamos como la masa y las distancia al variarlas nos arrojaron resultados diferentes, manteniendo un equilibrio masa v/s registro tiempo, lo que lleva a concluir que se establece una proporcionalidad entre las dos. Concluimos que la aceleracin que mostr el carro es inversamente proporcional a la masa del objeto, y en ocasiones las muestras sucesivas, daban como margen ms de 1 [s] considerando que fue un trayecto corto. Esto nos demuestra, una vez ms, que los errores sistemticos estn presentes en los experimentos de laboratorio. Observamos como ambas fuerzas, masa y aceleracin son directamente proporcionales, e inversas al tiempo.

BIBLIOGRAFA