Laboratorio 1 - Fisica II
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE FISICA II DETERMINACIÓN DE LA LEY DE ELASTICIDAD DE HOOKE Laboratorio 1: “ELÁSTICIDAD DE UNA LIGA.” ¨ HISTERESIS ELÁSTICA¨ Díaz Cóndor Giusepp, Vite Nava Sharon, Loja Obregón juan, Bueno Meléndez Jorge, Ramos Ortiz Edisson. Resumen.- La elasticidad es una propiedad que tienen todos los cuerpos de cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la forma original cuando se suspende la acción de la fuerza. La elasticidad tienen un límite: si se sobrepasa, el cuerpo sufre una deformación permanente o se rompe. En este articulo trataremos sobre los cambios de forma producidos en un cuerpo cuando está bajo la acción de una fuerza, esto es, en el sentido del comportamiento de los materiales bajo la acción de diversos esfuerzos, iniciándonos en la técnica del diseño .Calcularemos la deformación de la liga por medio de un soporte, porta pesas, pesas y una liga. Palabras Claves.- Ley de Hooke. Elasticidad. Histéresis. I.INTRODUCCIÓN Elasticidad: Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformación. Los materiales no deformables se les llama inelástico (arcilla, plastilina y masa de repostería). El plomo también es inelástico, porque se deforma con facilidad de
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICALABORATORIO DE FISICA II
DETERMINACIN DE LA LEY DE ELASTICIDAD DE HOOKELaboratorio 1: ELSTICIDAD DE UNA LIGA. HISTERESIS ELSTICADaz Cndor Giusepp, Vite Nava Sharon, Loja Obregn juan, Bueno Melndez Jorge, Ramos Ortiz Edisson.Resumen.-La elasticidad es una propiedad que tienen todos los cuerpos de cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la forma original cuando se suspende la accin de la fuerza. La elasticidad tienen un lmite: si se sobrepasa, el cuerpo sufre una deformacin permanente o se rompe. En este articulo trataremos sobre los cambios de forma producidos en un cuerpo cuando est bajo la accin de una fuerza, esto es, en el sentido del comportamiento de los materiales bajo la accin de diversos esfuerzos, inicindonos en la tcnica del diseo .Calcularemos la deformacin de la liga por medio de un soporte, porta pesas, pesas y una liga.Palabras Claves.- Ley de Hooke. Elasticidad. Histresis.
I.INTRODUCCINElasticidad: Propiedad de cambiar de forma cuando acta una fuerza de deformacin sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformacin. Los materiales no deformables se les llama inelstico (arcilla, plastilina y masa de repostera). El plomo tambin es inelstico, porque se deforma con facilidad de manera permanente. Si se estira o se comprime ms all de cierta cantidad, ya no regresa a su estado original, y permanece deformado, a esto se le llama Lmite elstico.
Cuando se tira o se estira de lago se dice que est en Tensin (Larga y delgada). Cuando se aprieta o se comprime algo se dice que est en compresin (Cortas y gruesas).
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II. FUNDAMENTO TERICOHistresis elstica
Es la diferencia entre la energa de deformacin necesaria para generar un esfuerzo determinado en un material y la energa elstica en dicho esfuerzo. Es la energa disipada como calor en un material en un ciclo de ensayo dinmico. La histresis elstica dividida por la energa de deformacin elstica es igual a la capacidad de amortiguacin.
Curva de histresis
La curva de histresis muestra la curva de magnetizacin de un material. Sea cual sea el material especfico, la forma tiene caractersticas similares.
Al principio, la magnetizacin requiere un mayor esfuerzo elctrico. Este intervalo es la llamada zona reversible. En un determinado punto, la magnetizacin se produce de forma proporcional. En ese punto se inicia la denominada zona lineal. Finalmente, se llega un instante a partir del cual, por mucha fuerza magntica que induzcamos al material, ya no se magnetiza ms. Este es el llamado punto de induccin de saturacin, que determina el inicio de la llamada zona de saturacin.
Para la grabacin magntica analgica de sonido hay que tener en cuenta la curva de histresis. La seal de audio hay que grabarla solo en la zona lineal de la cinta magntica de audio, de modo contrario, por arriba o por abajo, sufrira deformaciones.
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III. EXPERIMENTACIN
A. Montaje Experimental
B. Equipos y materiales
Porta pesas
Fig.2.1 Juego de pesas
Fig.2.2
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Liga
Fig.2.3
Sensor de elasticidad
Fig.2.4
Sensor de movimiento
Fig.2.5 Ordenador
Fig.2.6
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Soporte universal
Fig.2.7
C. Metodologa
Paso 1:
Colocamos a una cierta altura (y), a un mismo nivel el sensor de movimiento y al lado izquierdo una liga sin deformar sujeta a un gancho de metal.
Paso 2:
Instalamos el software logger pro que nos va a facilitar la variacin de la grfica de acuerdo a los datos establecidos de la tabla F vs L.
Paso 3:
Medimos la longitud de la liga sin deformar (), que se encuentra a una altura fija (y), luego le agregamos cierto peso y ahora la nueva longitud estirada seria (L), para hallar la deformacin hacemos la siguiente operacin: {- L =L(deformacin)}.
Colocamos el segundo peso y el sensor de movimiento nos va a brindar la nueva fuerza ejercida por el peso, y la nueva altura (), Para la deformacin restamos: {(y-) + L} luego esos datos lo introducimos en la tabla del programa.
As sucesivamente hacemos para los dems pesos a colocar.
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Paso 4:
Luego vamos hacer lo mismo que hicimos en el paso 3, para calcular las fuerzas y las deformaciones, pero en este caso vamos a retirar uno a uno los pesos ya colocados. Para ver si su grafica cumple con la ley de Hooke.
Tabla de datos del experimento:
Deformacin (m) Fuerza (N)
0.0254.69
0.0557.72
0.10210.73
0.16413.81
0.2316.96
0.32623.23
0.37426.18
0.41729.09
0.38726.21
0.36123.24
0.28419.97
0.29516.99
0.22713.83
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D. Resultados
Usando el software Logger Pro, se realiza el ajuste lineal de los datos y se Obtiene el modelo matemtico.Anlisis de la frmula del esfuerzo:
= E (1)(2)F = l.... (3)
Entonces : F DP l
Fig.3. El peso de la carga en funcin de la deformacin de la liga.
Haciendo el anlisis de la grfica de la deformacin de la liga cuando se est estirando (aumentando pesos)
Deformacin (m) Fuerza (N)
0.0254.69
0.0557.72
0.10210.73
0.16413.81
0.2316.96
0.32623.23
0.37426.18
0.41729.09
Figura.4: estiramiento de una liga (regresin cubica)
figura.5: regresin lineal en diferentes tramos para ver si cumple la ley de Hooke.
Haciendo el anlisis de la grfica de la deformacin de la liga cuando se est comprimiendo (quitando pesos)
Deformacin (m) Fuerza (N)
0.38726.21
0.36123.24
0.28419.97
0.29516.99
0.22713.83
figura.6: compresin de una liga (regresin cubica)
figura.7: regresin lineal en diferentes tramos para ver si cumple la ley de Hooke.
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VI.CONCLUSIONES En el experimento realizado en el laboratorio utilizamos el logger pro para ver el comportamiento de la liga, por ello formamos una grfica fuerza vs. Tiempo. Pudimos observaren la grfica la deformacin de la liga a medida que colocbamos ms carga, seguidamente retirbamos estas cargas observando que la liga no recobraba su forma original. En conclusin afirmaremos que la liga utilizada en el experimento no obedece a la ley de Hooke. Ya que analizamos las 2 curvas por separado una cuando aumentamos el peso (elongacin) y la otra cuando quitamos el peso (compresin). Realizamos para esos 2 casos una regresin lineal (F=KX) para diferentes tramos (intervalos) .y nos dimos cuenta q la constante de elasticidad varia en diferentes tramos, por eso no cumple con la ley de Hooke, sino histresis elstica. Hooke realizo diferentes mediciones con diferentes solidos vio que la mayora de estos slidos recobraron su forma original cuando la carga que estaba produciendo la deformacin fue retirada. Por ello decimos que nuestro material de estudio no cumple con dicha ley.
VII.AGRADECIMIENTOEn primer lugar estamos muy agradecidos con nuestros padres por habernos apoyado en todo momento, y poder as llegado a cumplir una de todas nuestras metas estar aun presentes en esta universidad, para poder fortalecer nuestra carrera profesional que elegimos. Y no podemos pasar en alto el agradecimiento a nuestros docentes que cada da se esfuerzan por brindarnos las mejores herramientas para ser profesionales cada vez mas competentes.VIII. REFERENCIAS
http://blog.pucp.edu.pe/item/70685/f-sica-1-y-f-sica-2-de-hugo-medina-en-versi-n-digitalhttps://eva.fing.edu.uy/course/view.php?id=32http://www.slideshare.net/ingorlandofuentes/fisica-universitaria-sears-zemansky-12ava-edicion-vol2http://new.aulafacil.com/curso-gratis-de-fisica-general-ii,614
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IX.BIOGRAFA
Juan Jos Loja Obregn naci el 31 de diciembre de 1994 en la cuidad de lima. Sus padres son: Juan Loja Valverde y Laura obregn Maguia.Estudio primaria y secundaria en esa ciudad en el colegio I.E Karol Wojtyla. Actualmente estudia en la Universidad Nacional del Callao en la facultad de Ingeniera Elctrica.
Daz cndor Cristopher Giuseppe naci en lima. Sus padres son: Cesar Daz Gamarra y vila Cndor Silva.Estudio primario y secundario en el colegio almirante Miguel Grau. Actualmente estudia en la Universidad Nacional del Callao en la Facultad de Ingeniera Elctrica.
Edisson Ramos Ortiz, naci el 7 de mayo de 1995 en la ciudad de Lima .Sus padres son: Cesar Ramos Aguilar y Andrea Ortiz Zapata.Sus estudios de primaria y secundaria los realiz en la I.E. 7213 Peruano Japons .Actualmente estudia en la Universidad Nacional del Callao, en la facultad de Ingeniera Elctrica.
Sharon Stephany Vite Nava naci el 05 de noviembre de 1994 en Huacho mas conocida como la Ciudad de la Hospitalidad. Sus padres son: Oscar Kelly Vite del Canto y Eliana Nava Sierra.Estudio primaria en el Colegio Virgen de las Mercedes- Andahuasi y secundaria estudio hasta tercer ao en Inmaculada Concepcion Huacho y luego contino sus estudios en Alfredo Rebaza Acosta- Lima. Actualmente estudia en la Universidad Nacional del Callao en la Facultad de Ingeniera Elctrica.
Bueno Melndez Jorge Daniel naci el 7de junio de 1994 en la ciudad de lima Sus padres son: Bueno Libaque santos y Melndez Carrin gloriaSus estudios de primaria y secundaria fueron en IE Gustavo mohme LlonaActualmente estudia en la universidad nacional del callao.
