Laboratorio de Biofísica

PRÁCTICA “MÓDULO DE YOUNG”

IntroducciónLa elasticidad trata del comportamiento de aquellos materiales que tienen la propiedad de recuperar su tamaño y forma cuando cesan de actuar las fuerzas que provocan las deformaciones, estos materiales obedecen la Ley de Hooke.

Todo cuerpo elástico sometido a una fuerza de tracción sufre una deformación que consiste en el aumento de su longitud y la disminución de su sección transversal.

La variación de su longitud depende del tamaño y de la composición de la muestra. Para una muestra cilíndrica (Figura 1), tal como un hilo metálico, un cabello, etc., está dado por:

Figura 1. Esquema de un cilindro donde se muestran los componentes de la ecuación

donde:Y, es el módulo de YoungΔL, es la deformación longitudinalL0, es la longitud inicialF, es la fuerza que produce la deformaciónA, es el área de la sección transversalSi r es el radio del cilindro; se tiene:

Objetivos Calcular el módulo de Young. Comprender y analizar la propiedad de elasticidad de materiales biológicos.

Materiales y Método1. Medir el diámetro de uno de los cabellos con un micrómetro y anotar.2. Armar el dispositivo que se muestra en la figura 2 y fijar un cabello.3. Medir la longitud inicial de la muestra y anotar.4. Girar el tornillo que sujeta un extremo del cabello para tensionarlo, anotar la

elongación del cabello cada 0.1 N de carga y la resistencia máxima a la tracción en el momento de la fractura.

5. Repetir los pasos anteriores para otras muestras y anotar los resultados en la Tabla I.

Figura 2. Esquema del arreglo experimental para medir el módulo de Young de un cabello.

Tabla I. Resultados del cambio de longitud (mm) y módulo de Young (N/mm2) con respecto a la fuerza (N) aplicada a muestras de cabello.

F (N) Muestra 1 Muestra2∆L (mm) Y (N/mm2) ∆L (mm) Y (N/mm2)

Graficar la fuerza de tracción versus la longitud.¿Cuál es el comportamiento de esta curva? Explicar.Calcular la constante elástica del cabello utilizado.Graficar el esfuerzo de tracción versus la deformación unitaria en papel milimetrado para el cabello utilizado.¿Cuál es el módulo de Young promedio de los cabellos usados en tu práctica?¿Para qué carga de tracción máxima se rompe el cabello?¿Cuál es la resistencia máxima a la tracción del cabello utilizado?¿Qué componente químico del cabello humano podría explicar su resistencia a la tracción?¿Cuáles son las aplicaciones que tiene medir el módulo de Young de una muestra biológica?

Dinamómetro

Cabello

Referencias bibliográficasGuía de prácticas de Biofísica, Escuela de Medicina, Universidad Católica de Santo Toribio de Mogrovejo, Perú. http://www.usat.edu.pe/campusvirtual/archivoscv/4445/documentos/jnunez992008202938.pdf