Estudio elástico do resorte

Muelle. Estiramiento. Forza. Procedementos. Materiais empregados. Calculos. Lonxitude

  • Enviado por: Sergio Baña Foromoso
  • Idioma: gallego
  • País: España España
  • 5 páginas
publicidad

Introducción:

Este método basase en determinar a proporcionalidade dun muelle respeto ao seu estiramento ao aplicarlle un, o varios pesos. Esta proporcionalidade e un constante (k) característico de cada muelle. Polo tanto teremos en conta a única teoría aplicable a lei de proporcionalidade (lei de Hooke). Ven expresada da seguinte forma:

F e a forza exercida sobre o muelle (o peso colgado), k e a constante elástico do muelle e ðl e a variación de lonxitude do muelle.

Dependendo do metal de que está composto o muelle, vai a ter un límite elástico.

Unha vez superado este límite elástico, a elongación e a contracción do muelle deixa de ser proporcional. Debido a esto, o constante do muelle deixa de ser a mesma e o muelle perde cualidades elásticas.

Obxectivos:

  • Verifica-lo cumprimento da lei de Hooke e determina-la constante elástico dun resorte polo método “estático”.

  • Analiza los factores que inflúen na determinación da constante elástico por este método.

  • Revisa-lo tratamento dos datos experimentais e as representacións gráficas de resultados.

Procedementos:

A montaxe da práctica e da seguinte forma: colgamos un muelle dende un resorte, dende este resorte aplicamos as masas progresivamente e anotamos valores de estiramento para cada unha delas.

O valor da lonxitude inicial do muelle será aquela que ten cando ésta esté en completo repouso, o sea, cando non ten ningún peso colgado dela é, cando está recostadado sobre a mesa. Deste xeito evitamos errores de medición debido ao estiramento producido polo propio peso do muelle.

Hipótese:

Tendo en conta un límite elástico, se non aplicamos demasiado peso sobre o muelle (para nopn superar éste límite), a elongación do resorte e a contracción da mesma debe ser proporcional de xeito que a representación gráfica debe ser unha recta.

Materiais Empregados:

  • Un soporte metálico.

  • Dous muelles (de distinta lonxitude e de distinto k).

  • Un vástago.

  • Pesas de 10gr.

Unha vez colocado os materiais de maneira correspondente ao procedemento mencionado anteriormente, e despóis de realizar as prácticas varias veces, chegamos aos seguintes resultados:

Relato da Práctica:

1) Colgamos o muelle sobre o soporte metálico.

2) Medimos a lonxitude incial do muelle mentres non ten ningún peso sobre ela.

3) Aplicamos sobre o muelle pesas de 10 gramos, un a un, e vamos medindo a lonxitde do muelle con cada peso e anotamos os valores.

Tomamos as medidas dende o punto de donde está colgado o muelle e o punto de donde está colagado o vástago.

4) Cambiamos de muelle e repetimos a experiencia.

Conclusions:

De tal xeito que se pensou na hipótese xurdiu na práctica. Como se poden observar nas gráficas, a relación entre o peso e a elongación definido polo constante de elásticidade (K) que ven dada por: , describe unha recta.Esta recta se podría achar da seguinte maneira: tgð = K. Para o primeiro muelle a media do constante e: K= 0,58 N/m, e para o segundo e: K= 2,56 N/m.

Cuestións:

1) Cando se realiza-la experiencia do resorte para determina-la constante elástica dun resorte, cómo averiguarías o valor dunha masa descoñecida.

- Sabendo o peso, a masa calcúlase da seguinte forma. A masa e directamente proporcional ao peso que a súa vez e directamente proporcional a elongación e a constante elástico. O peso averíguase multiplicando a masa por a acceleración da gravedade. Seguindo o seguinte razoamento:

F= -k·ðl

m·g = -k· ðl

Siendo:

g = a accleración da gravedade.

k = a constante elástico

ðl = e a elongación do muelle

P= m·g

Neste caso a forza e igual ao peso xa que sobre o resorte no se lle aplica ningunha outra forza..

2) Comenta cómo afectaria o límite de elasticidade o desenvolvemento da práctica de determinación da constante elástica dun resorte, según o método estático.

- O límite elástico e o separa a zona de proporcionalidade ( k, representada nas gráficas) e a zona de roptura do muelle. O límite de elásticidade e alcanzado unha vez soportado máis peso do que soporta o muelle ( funcionando correctamente ), e decir, ata un certo punto deixase de cumplir a lei de hooke. Dise do muelle que perdeu os seu constante de elasticidad. A partir do punto de límite de elásticidade o muelle nunca volvería o seu estado orixinal, unha vez cesado a forza aplicada sobre ela, debido a esta pérdida de elásticidad.

3) ¿Qué determinacións experimentais están ligadas a erro na determinación de constante elástica dun resorte, según o método estático?

- En primeiro lugar, as medidas de lonxitude final e inicial do muelle están sometidas a un error debido a percepción humana ademáis, do erro de precisión dos materiais de medida empregados.

- En segundo lugar, na masa das pesas a precisión tamén e cuéstionable.

A masa indicada non sempre era exactamente a mesma que cando as medimos no laboratorio.

- Por último, os erros de cálculo da orden de milésimas.

4) Explica brevemente cómo se determina a constante elástica dun resrte, según o método estático.

- Medindo a variación da lonxitutde dun muelle cando se lle aplica un peso, despóis dividimos peso aplicada a este muelle e o dividimos entre a variación da lonxitude.

5) Un resorte de aceiro ten unha lonxitude de 8 cm e o colgarlle do seu extremo libre unha masa de 1 Kg a súa lonxitude e de 14 cm. ¿ cal sería a frecuencia de oscilación de dita masa colgada do resorte cando se desplaza verticalmente?

  • Primeiro caculamos o constante elástico

  • Despóis calculamos o período de oscilación

  • Por último, a frecuencia a invera do período

Calculos do constante elástico:

-Para o primeiro muelle:

Para a masa 0.01kg Peso 0.0981 N

K=0.6125N/m

Para masa 0.02kg

Peso 0.1962N

K=0.582N/m

Para masa 0.03kg

Peso 0.294N

K=0.571N/m

Para masa 0.04kg

Peso 0.392N

K=0.576N/m

K media =(0.612+0.582+0.571+0.576)/4

K=0.588N/m

Para o segundo muelle:

Para masa 0.01kg

Peso 0.0981N

K=2.58N/m

Para masa 0.02kg

Peso 0.196N

K=2.49N/m

Para masa 0.03kg

Peso 0.294N

K= 2.61N/m

Para masa 0.04kg

Peso 0.392N

K=2.59N/m

K medio = (2.58+2.49+2.61+2.59)/4

K=2.56N/m

Estudio Elástico do Resorte