Medición de fuerzas. Alargamiento de dos muelles

Mecánica. Muelle. Hooke. Segunda ley de Newton. Gravedad. Dinamómetro

  • Enviado por: Albertinator
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 6 páginas
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OBJETIVO

Con esta práctica queremos medir la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo, y averiguar las constantes de alargamiento de 2 muelles distintos.

FUNDAMENTO TEÓRICO

FUERZA:

Acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza es una magnitud vectorial, así que tiene módulo, dirección y sentido. Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza resultante. Esta fuerza, la masa del objeto y su aceleración están relacionadas entre sí a través de la segunda ley de Newton, ( la aceleración que experimenta un objeto multiplicada por su masa es igual a la fuerza total que actúa sobre el objeto).

Un objeto experimenta una fuerza cuando otro objeto lo empuja o tira de él, o puede experimentar una fuerza debido a la influencia de un campo de fuerzas. Las cargas eléctricas se atraen o se repelen debido a la presencia de un campo eléctrico

Normalmente, sobre un objeto actúan varias fuerzas a la vez. Si la suma de las mismas da lugar a una fuerza total nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante. En el Sistema Internacional de unidades, la fuerza se mide en newtons: 1 newton (N) es la fuerza que proporciona a un objeto de 1 kg de masa una aceleración de 1 m/s2.

Las fuerzas que actúan entre las moléculas y los átomos también se conocen como interacciones.

DINAMÓMETRO:

Instrumento de laboratorio empleado para medir la fuerza. Una forma común de dinamómetro es una balanza de resorte calibrada en newtons, la unidad de fuerza del Sistema Internacional. También se emplea para designar instrumentos que miden la potencia (trabajo realizado por unidad de tiempo) de un motor, por ejemplo en la industria automovilística.

MATERIAL, PROCEDIMIENTO

Y RESULTADO

  • Bases triangular y pentagonal

  • Vástago

  • Nuez con gancho

  • 2 Muelles (con distinta cte de alargmiento)

  • Portapesas

  • Régla

  • Pesas de 10, 20, 50 y 100gr

Colocamos el vástago sostenido por una base al lado de la regla, que a su vez está sostenida por otra base. En él colocamos la nuez y de su gancho colgamos el muelle 1. De dicho muelle colgamos también el portapesas y, a este le vamos añadiendo pesas, y apuntando los datos resultantes.

Una vez terminada la experiencia con el muelle 1, colocamos el muelle 2, que tiene una constante de alargamiento diferente.

La constante de alargamiento del muelle (K) se mide en N/cm en este caso, y su fórmula es:

K = F / long = n N/cm

Y con el 1º muelle obtenemos los siguientes datos:

Masa Pesa (g)

Masa Pesa (Kg)

Peso (N)

Long M1 (cm)

long M1 (cm)

0

0

0

54

0

10

0'01

0'1

56

2

20

0'02

0'2

59

5

30

0'03

0'3

62

8

40

0'04

0'4

65

11

50

0'05

0'5

68

14

60

0'06

0'6

71

17

70

0'07

0'7

74

20

80

0'08

0'8

77

23

90

0'09

0'9

80

26

100

0'1

1

83

29

Y con estos datos representamos la siguiente gráfica:

Y según la gráfica, el muelle 1 tiene una K de:

K = F / long = 0'9 N / 25'8 cm = 0'03488 N/cm

Todas las operaciones realizadas con el muelle 1 las volvemos a realizar con el muelle 2, y obtenemos los siguientes resultados:

Masa Pesa (g)

Masa Pesa (Kg)

Peso (N)

Long M1 (cm)

long M1 (cm)

0

0

0

37

0

20

0'02

0'2

38

1

40

0'04

0'4

40

3

60

0'06

0'6

41

4

80

0'08

0'8

42

5

100

0'1

1

44

7

Y de estos datos obtenemos la siguiente gráfica:

Calculamos la K de el muelle 2 y su solución es:

K = F / long = 0'8 N/ 5'2 cm = 0'1538 N/cm

CONCLUSIONES

Con estos resultados verificamos experimentalmente que las constantes de alargamiento de los muelles 1 y 2 son distintas.

BIBLIOGRAFÍA

En esta práctica he utilizado datos de la enciclopedia Espasa.

Medición de fuerzas - 5 -