1 Laboratorio de Física 2

8/16/2019 1 Laboratorio de Física 2

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INTRODUCCIÓN

En presente informe presentaremos como los materiales elástico tiene propiedadesinteresantes como liga y un resorte lo que vamos a emplear en el experimento, muy bien

sabemos que hay una tabla donde las personas grandes hicieron con una gran exactitudlos valores de las propiedades de los materiales hací como ejemplo el módulo de Young.

El módulo de Young es una propiedad que nos permite saber cuándo el material elásticose puede deformar su longitud o romperse, en el experimento haremos una comparacióncon una tabla. on este experimento podemos encontrar los módulos de Young de variosmateriales elástico.



RESULTADOS Y CÁLCULOS

RESORTE

1) Con los datos obtenidos en el laboratorio llenamos la tabla

carga

Masa(K g)

Peso(N) LongitudLo(m))

Longitud(m)

So(cm)

Δl(m)

! (mm/mm)

" #pa$

1 0.250 2.452 0.0005

0.20! 0.20" 0.0005

1.5"2"

0.002

0.0145 (0.#$"# 0.000%)10 &

2 2525 4.#2# 0.0005

0.20! 0.21 0.0005

1.5"2"

0.004

0.01#4 (%.114 0.000%%)10 &

% 0.4#$ #."05 0.0005

0.20! 0.214 0.0005

1.5"2"

0.00"

0.0%"" (!.1#4 0.000%%)10 &

4 1.004 1#.!1 0.0005

0.20! 0.2"5 0.0005

1.5"2"

0.0$#

0.%"%0 (12.%# 0.000%%)10 &

%#resorte$ & '(.'g

2) !)

a) "ESO #N) $S% ELON&ACIÓN #m)

0 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.010

2

4

!

"

10

12

'( ) "##.2" * 0.%#

Linear ()

ELONGACIÓN (m)

PESO (N)



899.28 0.3865W l = ∆ +

)tili*ando mínimos cuadráticas hallamos una ecuación y con esta encontramos laconstante de elasticidad, matemáticamente

2899.28 / K N m=

+ero en la ecuación notamos un -t rmino independiente-- eso nos indica la fuer*a delpropio resorte y hay una elongación del propio cuerpo.

b) ES'UER(O #N m2) $S% DE'OR*ACIÓN UNITARIA



0 0.1 0.2 0.% 0.4 0.50

20000

40000

!0000

"0000

100000

120000

140000

'( ) 255!"#.5% * 2$5!5.0$

Linear ()

DEFORMACIÓN UNITARIA (mm/mm)

ESFUERZO (N/m2)

255690 27565σ ε = +

/abemos por definición la relación de esfuer*o y deformación unitaria el cociente es el%ódulo de Young, por la gráfica sabemos el módulo ya que nuestra cuerpo elástico es elresorte, matemáticamente

255690Y Paσ

ε = =

+) "ara ,allar el traba-o nos basamos al ./l.0lo inte ral de inida%

0emos la gráfica 2%a con la ecuación hallamos el trabajo mediante el área debajo de lacurva, entonces matemáticamente



0.214

0.208

0.214

0.208

(899.28 0.3865)

2

1.2074787

899.28( 0.3865 )

2

TRABAJO l l

TRABAJO

TRABAJO J

l l

= + ∆

=

=

∫

+

LI&A O 3E4E

Con los datos obtenidos en el laboratorio llenamos la tabla

MASAS

(kg)PESOS

(N)L0

(m)Lf

(m)S0

(cm 2)S

(cm 2)σ

(kPa)!L

(m)

C A R G A

0.250 2.452 0.%!1

0.40#

0.#2! 0."!# 2!.4 0.1%2 0.04"

0.5025 4.#2# 0.40

#

0.50

# 0."!# 0."41 5!.$2 0.244 0.10

0.###5 #."05 0.50#

0.$22

0."41 0.$11 11!.5" 0.41" 0.21%

1.### 1#.!1 0.$22

1.115

0.$11 0.514 2$5." 0.544 0.%#%

D E S C A R G

A

1.### 1#.!1 1.115

0.$""

0.514 0.5!4 %"1.5 +0.2#%

+0%2

0.###5 #."05 0.$"

"

0.5!

" 0.5!4 0.!!5 1$%."

+

0.2$#

+0.2

0.5025 4.#2# 0.5!"

0.4$"

0.!!5 0.$!# $4.12 +0.15"

+0.0

0.250 2.452 0.4$"

0.40%

0.$!# 0.$#! %1."" +0.15!

+0.0$



5) &RÁ'ICAvsσ ε

+0.4 +0.% +0.2 +0.1 0 0.1 0.2 0.% 0.4 0.5 0.!0

50

100

150

200

250

%00

%50

400

450

DEFORMACIÓN UNITARIA

ESFUERZO

6708 re9resenta el /rea en.errada 9or esta .0r:a;

1bservamos el punto final subió un poco respecto al inicial.



2l reali*ar el experimento con la liga notamos, al descargar todo, que no tiene la mismalongitud inicial sino que aumentó un poco eso debe a que superó su esfuer*o máximo, sise aumentaba más las cargas de seguro se rompe ya que paso punto de ruptura.

<) De ina= el es 0er>o de l0en.ia? el es 0er>o limite? el m@d0lo de elasti.idad

en la tra..i@n o .om9resi@n%Es 0er>o de l0en.ia

Es el esfuer*o en el que un material exhibe una deformación permanenteespecificada y es una aproximación práctica de límite elástico. El límite elásticoconvencional está determinado a partir de un diagrama carga3deformación. /etrata del esfuer*o que corresponde a la intersección de la curva de carga3deformación y un paralelo de línea a la parte de la línea recta del diagrama poruna deformación especificada.

Es 0er>o lBmite

El lBmite el/sti.o , tambi n denominado lBmite de elasti.idad , es el esfuer*omáximo que un material elástico puede soportar sin sufrir deformacionespermanentes. /i se aplican tensiones superiores a este límite, el materialexperimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original alretirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a sulímite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de

4oo5e. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la *onade fluencia. %ás formalmente, esto comporta que en una situación de tensiónuniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra enla superficie de fluencia del material.

*@d0lo de elasti.idad

6os módulos de elasticidad representan el grado de rigide* de un material y es elresultado de dividir su esfuer*o unitario entre su deformación unitariacorrespondiente. /e clasifican en7

a) *@d0lo $ol0m8tri.o= )n fluido aplica una fuer*a sobre un material, esapresión hace que el material tienda a comprimirse de manera uniforme, este a suve* genera una repuesta a este cambio el cual es llamado modulo volum trico.

b)*@d0lo de Corte= uando un cuerpo es sometido a una fuer*a paralela auna de sus caras mientras a otra se mantiene fija, no produce un cambio en su



volumen , significa que a su ve*, produce una fuer*a opuesta a la deformación aesto se le llama módulo de corte o modulo cortante #/$.

.) *@d0lo de Yo0n = El módulo de Young es la propiedad que poseen los

cuerpos lineales a oponerse a la deformación de ellos mismos. 2 estos cuerposse le aplica una fuer*a lineal y a veces de torsión, la oposición a esta fuer*adepende de cada material.

) 6708 entiende 9or es 0er>o normal; E 9li 0e% 6E iste di eren.ia entre 0nes 0er>o tan en.ial 0n es 0er>o de torsi@n;

El esfuer*o normal es el esfuer*o interno o resultante de las tensionesperpendiculares a la sección transversal de un prisma mecánico. )n ejemplo másclaro de este tipo de esfuer*o son los esfuer*os de tracción y compresión.

6as 0er>as de torsi@n son las que hacen que una pie*a tienda a retorcersesobre su eje central.

6a 8nica diferencia es que el esfuer*o normal es perpendicular al área en cambioel esfuer*o de torsión las fuer*as se reali*an en la parte superior de la barra y lasección inferior en forma tangencial.

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