RESUMEN

El trabajo Experimental realizado aplicando la ley de Hooke, se baso fundamentalmente en el comportamiento de los resortes al ser sometidos a distintas fuerzas, todo esto consistió en suspender una serie de resortes los cuales servían como base para colocar pesas de diferentes magnitudes las cuales iban atadas en la parte inferior de estos según la magnitud que tuvieran empezando con las de menor hasta llegar a las de mayor valor. Al realizar esto se pudo observar y medir cada una de las elongaciones que se fueron originando, lo cual sirvió para llegar a la obtención de una serie de datos que fueron registrados en tablas, en donde se tuvieron en cuenta las fuerzas, las elongaciones y las constantes de elasticidad que iban produciéndose cada vez que se suspendía una de estas masas en los resortes. Con esta práctica también se logro utilizar el Movimiento Armónico Simple, en especial el tiempo de oscilación y elongación de un resorte, para calcular experimentalmente la masa y la constante de cualquier resorte, con lo cual se pudo comparar los valores obtenidos con los valores convencionales de masa. Finalmente se comprobó la ley de Hooke determinando los periodos de oscilación para cada una de las masas, en un principio dejándolas oscilar de seis a ocho veces, y de otro lado midiendo el tiempo que le tardaba a estas mismas en realizar veinte oscilaciones.

ABSTRACT

Experimental work by applying Hooke's law, was based primarily on the behavior of the springs when subjected to different forces, all this was to suspend a series of springs which served as anchors for attaching weights of different sizes which were tied in the bottom of these according to the magnitude that have starting with the lowest up to the highest value.

By doing this you could observe and measure each of the stretches that were causing, which served to reach to obtain a data series that were recorded in tables, where they took into account the strengths, elongations and elasticity constants that would occur each time one of these masses suspended on springs.

This practice also was achieved using the Simple Harmonic Motion, especially the time of oscillation and elongation of a spring, to experimentally estimate the mass and spring constant of any, which could compare the values obtained with the conventional values of mass.

Finally it was found Hooke's law determining the oscillation periods for each of the masses, at first leaving range of six to eight times, and on the other hand measuring the time it took to perform these same twenty oscillations.

ENUNCIADOS DE LAS PREGUNTAS

1. Enuncie la ley de Hooke e indique su rango de aplicación.

2. Señale las razones por las cuales el método dinámico de estudio del resorte se basa en pequeñas oscilaciones.

3. Deduzca una expresión para encontrar una constante de fuerza equivalente cuando seConsideran dos resortes en serie de constante k1 y k2. Suponga que la masa de los resortes es despreciable.

4. En un resorte, la frecuencia de oscilación depende de la masa del resorte, en cambio para el péndulo, no hay tal dependencia, siendo ambos movimientos armónicos simples. Podría usted explicar el por qué de ello.

RESPUESTAS

1- La ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no sobrepase el límite de elasticidad. La ley conocida como Ley de Hooke describe que La fuerza que devuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de esa posición. La ley de Hooke, matemáticamente se expresa como:

F = kx

En donde F=Fuerza aplicada al resorte, k = Constante de proporcionalidad y x = Variación de longitud del resorte.

En general la ley de Hooke siempre será fundamental, donde se deforme un material en comportamiento elástico lineal, ya que pone de manifiesto el comportamiento elástico lineal de todos los materiales que se puedan aproximar por dicha deformación. Tambien pueden verse aplicaciones de esta ley relacionadas con las ondas y el movimiento armónico simple de estas. Y En la vida real, podría decirse que esta se utiliza para el cálculo de vigas, ya que en muchos casos se pueden sustituir los efectos de una viga por un muelle de constante elástica.

2- Fundamentalmente al determinar la constante elástica de un resorte por el método dinámico, lo que se hace es dejar oscilar el resorte para poder medir su periodo de oscilación. Además de esto a partir de las oscilaciones de un resorte se puede observar el alargamiento de este mismo en función de m que se refiere a la masa que será suspendida y de allí finalmente se puede llegar a calcular la constante del resorte que se define como k. En conclusión es indispensable la oscilación en pequeña o gran intensidad a la hora de establecer los valores absolutos y los periodos de oscilación dentro un sistema resorte-masa.

3-El incremento en el peso de las masas es igual al peso de cada masa menos el peso de la masa inicial. El incremento de alargamiento es igual al alargamiento producido por cada peso de masas menos el alargamiento inicial. Se representan las fuerzas aplicadas ΔF en función de los alargamientos producidos  Δx, y éstos se pueden ajustar una recta por el método de los mínimos cuadrados. A partir de la

pendiente de la recta de ajuste se obtiene la constante elástica del resorte, k, con su error esto para k1 (Δ)F1 = kΔx1 , y para k2 (Δ)F2 = kΔx2.

4-Experimentalmente se puede deducir que el periodo de un péndulo simple depende exclusivamente de dos factores muy importantes que son:

- La longitud del péndulo: De aquí se puede inducir que el periodo de un péndulo simple es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud.

- La aceleración de la gravedad: De este factor se deduce, que el periodo de un péndulo simple varía en razón inversa a la raíz cuadrada de la gravedad. Esto se puede comprobar, tomando un reloj de péndulo y calcular su periodo en distintos lugares de la Tierra, o en un caso extremo, por fuera de ella.

Mientras que por otro lado en un sistema masa-resorte, el periodo depende del coeficiente de elasticidad del resorte, y de la masa del peso adjunto al mismo, además ambos factores son directamente proporcionales al periodo del mismo.

En conclusión el sistema del péndulo simple solo sirve para objetos cuya masa sea insignificante y cuyas oscilaciones sean de ángulos pequeños, mientras que cuando se trabaja con un sistema de masa-resorte, generalmente se desprecia la masa del resorte, esto debido a que sus proporciones no son tan preponderantes para el sistema, y en el caso de que si lo sean, es necesario adecuar las fórmulas del movimiento que sean pertinentes.

OBJETIVOS

- Estudiar el comportamiento de los resortes según la ley de Hooke.

- estudiar la ley que rige el comportamiento de los cuerpos elásticos frente a pequeñas deformaciones. Efectuar medidas para la constante de fuerza de un resorte y la aceleración de la gravedad.

- Revisar el tratamiento de datos experimentales y las representaciones gráficas de resultados.

-Determinar la relación funcional entre la fuerza elástica y el estiramiento de un resorte.

- Calcular la constante de elasticidad de un resorte.

- Determinar la relación entre el periodo T de oscilación de una masa colgada de un resorte, y el valor de dicha masa.

- Comprobar experimentalmente la ley de Hooke y examinar la ley de conservación de energía en un proceso de interacción entre un resorte que se ha estirado y una masa suspendida del resorte a cierta altura.

- Describir los posibles errores de esta medición y sus posibles causas.