INFORME 01_ ELASTICIDAD DE UN RESORTE.D.docx

fisica

NOLBERTO LIMAY
CICLO 2022 -10 FISICA
APELLIDOS Y NOMBRES: CLAUDIA DANIELA CARBAJAL RAMIREZ
INFORME N°01
ELASTICIDAD DE UN RESORTE
OBJETIVOS
1.1 Describir el comportamiento de un resorte de acero sometido a fuerzas de tension.
1.2 Determinar la constante elástica del resorte usando los métodos estático y dinámico
1. RESUMEN ( )
En el presente informe se da a conocer la elasticidad de un resorte, donde se utilizo el
laboratorio virtual para tomar los datos en dos métodos: el estático, que consiste en medir
la elongación del resorte con una regla, al dejar suspender las distintas pesas; y el método
dinámico, que consiste en tomar las medidas de 5 oscilaciones del resorte al suspender
distintas pesas, el cual se calculo su periodo para el experimento. Además se aplicó el
método grafico para representar F vs X, T vs m, Tvs m¹/2, asimismo se utilizó el método
estadístico para obtener los valores con mínimo margen de error. Finalmente se presentó los
resultados en las tablas, también las discusiones y conclusiones.
2. MATERIALES EINSTRUMENTOS ( )
Materiales Instrumentos Precisión
Laboratorio virtual Regla 1cm
Papel milimetrado Cronometro 0.01s
Lapiz
calculadora
3. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES ( )
3.1 Obtener por medición directa las siguientes cantidades:
NOLBERTO LIMAY
FISICA
Método estático
1.2 Instalar el equipo como se muestra en la
figura 3(a) y medir:
Longitud inicial del resorte Lo = 0.48 m
1.3 Colocar la primera pesa al portapesas y
medir la deformación X = L = L - Lo que
experimenta el resorte. El valor de la
fuerza deformadora está dada por F = mg
donde lamasatotal (pesamas portapesas)
m será medida con la balanza.
1.4 Añadir sucesivamente masas al portapesas; anotando en cada vez la masa total m y el
valor de la elongación en la Tabla 2.
Figura 3(a) Figura 3(b)
F = m g
L
L
Lo
NOLBERTO LIMAY
FISICA
Tabla 2
N°
Masa
colocada en
el resorte
Resorte
Valor
referencial
M (Kg) F (N) L (m) X= L(m) K(N/m)
1 0.055 0.539 0.57 0.09 0.95
2 0.085 0.833 0.62 0.14 1.34
3 0.115 1.127 0.67 0.19 1.68
4 0.145 1.421 0.72 0.24 1.97
5 0.175 1.715 0.77 0.29 2.23
6 0.205 2.009 0.82 0.34 2.45
7 0.235 2.303 0.87 0.39 2.65
8 0.265 2.597 0.92 0.44 2.82
Método dinámico
4.5 Introducir al portapesas una o más pesas y hacerla
oscilar (Figura 4) desplazándola ligeramente hacia
abajo. Controle el tiempo el tiempo de 8 oscilaciones
completas. Hasta completar controlando el tiempo para
dichas oscilaciones. y obtenga el periodo medio. Anote
sus resultados en la Tabla 3.
4.6 Aumentar la masa oscilante colocando en el
portapesas una nueva pesa apropiada y luego como
en el paso anterior determine el periodo respectivo
completando datos para la Tabla 3.
Figura 4
F = m g
-A
+A
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FISICA
TABLA N° 03 .- Periodo de una masa oscilante.
N°
M
(Kg)
promedio
raíz
cuadrada de
la masa
Valor
referencial
t1 (s) t2 (s) t3 (s) T (s) 𝑴(Kg1/2
) K(N/m)
1 0.055 2.97 3.02 2.99 0.60 0.23 0.95
2 0.085 3.6 3.7 3.65 0.73 0.29 1.34
3 0.115 4.33 4.37 4.35 0.87 0.34 1.68
4 0.145 4.99 4.93 4.94 0.99 0.38 1.97
5 0.175 5.28 5.3 5.29 1.06 0.42 2.23
6 0.205 5.75 5.72 5.65 1.14 0.45 2.45
7 0.235 6.22 6.15 6.2 1.24 0.48 2.65
8 0.265 6.47 6.55 6.49 1.30 0.51 2.82
4. PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ( )
Análisis Gráfico del Método Estático
1. En papel milimetrado, con los datos de la Tabla 2, graficar F vs X y según la
tendencia de los puntos dibuje la curva que represente la relación entre fuerza y
deformación.
NOLBERTO LIMAY
FISICA
2. De la grafica F vs X en la que los puntos están alineados en línea recta, determine
la pendiente (B), el intercepto (A) y la ecuación empírica.
A1 = 0.15 B1 = K=5.88
Ecuación de la recta: F=5.88 . X +0.15
3. ¿Qué interpretación física le atribuye a la pendiente?
La deformación del resorte es positiva, por lo tanto se estira
Análisis Gráfico Método dinámico
4. Completar laúltima columna de la Tabla 3 y en papel milimetrado, con los datos de la Tabla
3 graficar: (a) T vs m (b) T vs m .
NOLBERTO LIMAY
FISICA
NOLBERTO LIMAY
FISICA
5. Del gráfico (b) calcule el valor del intercepto y de la pendiente
A = 0.04 B = 2.45
Ecuación de la recta: T=2.45 m +0.04
6. Determine la ecuación empírica T= f(m)
T=1.04 m 2.45
7. Calcule la constante elástica del resorte.
K=B=6.58
Análisis Estadístico del Método Estático
8. Usando una calculadora científica o cualquier procesador estadístico, calcular la pendiente
y el intercepto con los datos que relacionan F y X en la Tabla 1.
A = 0.17±0.02 N B = 1.66± 4.22 N/M
Ecuación de la recta: F=1.66 . X +0.17
9. Calcule la constante elástica del resorte con su incertidumbre: K= B= 1.66± 4.22 N/M
Análisis Estadístico del Método Dinámico
10. Usando una calculadora científica o el procesador estadístico Microcal, calcular la
pendiente y el intercepto con los datos que relacionan T y m en la Tabla 3
A = 0.34± 0.3 B = 2.37± 2.44
Ecuación de la recta: T=2.37 m +0.34
11. Calcule la constante elástica del resorte con su incertidumbre: K=7.03
NOLBERTO LIMAY
FISICA
RESULTADOS
Análisis Método
Ecuación Empírica
(relación lineal) k (N/m)
Gráfico
Estático F=5.88 . X +0.15 5.88
Dinámico T=2.45 m +0.04 6.58
Estadístico
Estático F=1.66 . X +0.17 1.66
Dinámico T=2.37 m +0.08 7.03
12. Calcular el error porcentual de K obtenido por ambos métodos estadísticos:
Metodo estatico:
∆𝐾
𝐾
𝑥100 = 11%
Metodo dinamico:
∆𝐾
𝐾
𝑥100 =6.6%
13. Escriba 3 características acerca de las propiedades elásticas del resorte usado
 Flexible, resistente y rígido.
 El resorte cambió su forma cuando le aplicamos la fuerza (Peso)
 El resorte sufrio un desplazamiento después de haber aplicado la fuerza (Peso)
 El resorte regresó a su forma original tras retirar la fuerza antes mencionada.
DISCUSIÓN
Con el experimento realizado se pudo notar que para obtener un resultado más acertado
respecto a k, es mejor usar el método estadístico, puesto que te da resultados con mayor
confiabilidad y precisión; por otra parte el realizar los 2 métodos da una idea de que tan
parecidos pueden llegar a ser los resultados.
5. CONCLUSIONES( )
5.1. ¿Cuál de los dos métodos es más confiable para calcular k ? ¿Por qué?
El método dinamico porque nos da el menor error porcentual y estático
5.2. Con la ecuación 4. Halle el valor del módulo de rigidez G del material del alambre del
resorte, si la constante elástica del resorte es 75 N/m, la longitud inicial es 10cm, el
diámetro de la espira es 20mm, el diámetro del alambre es 1.42mm y el número de
espiras es 43.
NOLBERTO LIMAY
FISICA
G=51.18 N/M
5.3. ¿Qué ocurre con el resorte si la fuerza deformadora se excede del límite elástico?
El resorte sufriría una deformación permanente o romperse.
6. BIBLIOGRAFÍA( )
(Autor, título, editorial, año, N° de edición, ciudad, página)
http://www2.ib.edu.ar/becaib/cd-ib/trabajos/Sanger.pdf
https://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/3379/pfc5169.pdf?sequence=1
https://www.youtube.com/watch?v=fON7jTDyzN0&ab_channel=F%C3%ADsica%26Matem%
C3% A1ticas

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  • 1. NOLBERTO LIMAY CICLO 2022 -10 FISICA APELLIDOS Y NOMBRES: CLAUDIA DANIELA CARBAJAL RAMIREZ INFORME N°01 ELASTICIDAD DE UN RESORTE OBJETIVOS 1.1 Describir el comportamiento de un resorte de acero sometido a fuerzas de tension. 1.2 Determinar la constante elástica del resorte usando los métodos estático y dinámico 1. RESUMEN ( ) En el presente informe se da a conocer la elasticidad de un resorte, donde se utilizo el laboratorio virtual para tomar los datos en dos métodos: el estático, que consiste en medir la elongación del resorte con una regla, al dejar suspender las distintas pesas; y el método dinámico, que consiste en tomar las medidas de 5 oscilaciones del resorte al suspender distintas pesas, el cual se calculo su periodo para el experimento. Además se aplicó el método grafico para representar F vs X, T vs m, Tvs m¹/2, asimismo se utilizó el método estadístico para obtener los valores con mínimo margen de error. Finalmente se presentó los resultados en las tablas, también las discusiones y conclusiones. 2. MATERIALES EINSTRUMENTOS ( ) Materiales Instrumentos Precisión Laboratorio virtual Regla 1cm Papel milimetrado Cronometro 0.01s Lapiz calculadora 3. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES ( ) 3.1 Obtener por medición directa las siguientes cantidades:
  • 2. NOLBERTO LIMAY FISICA Método estático 1.2 Instalar el equipo como se muestra en la figura 3(a) y medir: Longitud inicial del resorte Lo = 0.48 m 1.3 Colocar la primera pesa al portapesas y medir la deformación X = L = L - Lo que experimenta el resorte. El valor de la fuerza deformadora está dada por F = mg donde lamasatotal (pesamas portapesas) m será medida con la balanza. 1.4 Añadir sucesivamente masas al portapesas; anotando en cada vez la masa total m y el valor de la elongación en la Tabla 2. Figura 3(a) Figura 3(b) F = m g L L Lo
  • 3. NOLBERTO LIMAY FISICA Tabla 2 N° Masa colocada en el resorte Resorte Valor referencial M (Kg) F (N) L (m) X= L(m) K(N/m) 1 0.055 0.539 0.57 0.09 0.95 2 0.085 0.833 0.62 0.14 1.34 3 0.115 1.127 0.67 0.19 1.68 4 0.145 1.421 0.72 0.24 1.97 5 0.175 1.715 0.77 0.29 2.23 6 0.205 2.009 0.82 0.34 2.45 7 0.235 2.303 0.87 0.39 2.65 8 0.265 2.597 0.92 0.44 2.82 Método dinámico 4.5 Introducir al portapesas una o más pesas y hacerla oscilar (Figura 4) desplazándola ligeramente hacia abajo. Controle el tiempo el tiempo de 8 oscilaciones completas. Hasta completar controlando el tiempo para dichas oscilaciones. y obtenga el periodo medio. Anote sus resultados en la Tabla 3. 4.6 Aumentar la masa oscilante colocando en el portapesas una nueva pesa apropiada y luego como en el paso anterior determine el periodo respectivo completando datos para la Tabla 3. Figura 4 F = m g -A +A
  • 4. NOLBERTO LIMAY FISICA TABLA N° 03 .- Periodo de una masa oscilante. N° M (Kg) promedio raíz cuadrada de la masa Valor referencial t1 (s) t2 (s) t3 (s) T (s) 𝑴(Kg1/2 ) K(N/m) 1 0.055 2.97 3.02 2.99 0.60 0.23 0.95 2 0.085 3.6 3.7 3.65 0.73 0.29 1.34 3 0.115 4.33 4.37 4.35 0.87 0.34 1.68 4 0.145 4.99 4.93 4.94 0.99 0.38 1.97 5 0.175 5.28 5.3 5.29 1.06 0.42 2.23 6 0.205 5.75 5.72 5.65 1.14 0.45 2.45 7 0.235 6.22 6.15 6.2 1.24 0.48 2.65 8 0.265 6.47 6.55 6.49 1.30 0.51 2.82 4. PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ( ) Análisis Gráfico del Método Estático 1. En papel milimetrado, con los datos de la Tabla 2, graficar F vs X y según la tendencia de los puntos dibuje la curva que represente la relación entre fuerza y deformación.
  • 5. NOLBERTO LIMAY FISICA 2. De la grafica F vs X en la que los puntos están alineados en línea recta, determine la pendiente (B), el intercepto (A) y la ecuación empírica. A1 = 0.15 B1 = K=5.88 Ecuación de la recta: F=5.88 . X +0.15 3. ¿Qué interpretación física le atribuye a la pendiente? La deformación del resorte es positiva, por lo tanto se estira Análisis Gráfico Método dinámico 4. Completar laúltima columna de la Tabla 3 y en papel milimetrado, con los datos de la Tabla 3 graficar: (a) T vs m (b) T vs m .
  • 7. NOLBERTO LIMAY FISICA 5. Del gráfico (b) calcule el valor del intercepto y de la pendiente A = 0.04 B = 2.45 Ecuación de la recta: T=2.45 m +0.04 6. Determine la ecuación empírica T= f(m) T=1.04 m 2.45 7. Calcule la constante elástica del resorte. K=B=6.58 Análisis Estadístico del Método Estático 8. Usando una calculadora científica o cualquier procesador estadístico, calcular la pendiente y el intercepto con los datos que relacionan F y X en la Tabla 1. A = 0.17±0.02 N B = 1.66± 4.22 N/M Ecuación de la recta: F=1.66 . X +0.17 9. Calcule la constante elástica del resorte con su incertidumbre: K= B= 1.66± 4.22 N/M Análisis Estadístico del Método Dinámico 10. Usando una calculadora científica o el procesador estadístico Microcal, calcular la pendiente y el intercepto con los datos que relacionan T y m en la Tabla 3 A = 0.34± 0.3 B = 2.37± 2.44 Ecuación de la recta: T=2.37 m +0.34 11. Calcule la constante elástica del resorte con su incertidumbre: K=7.03
  • 8. NOLBERTO LIMAY FISICA RESULTADOS Análisis Método Ecuación Empírica (relación lineal) k (N/m) Gráfico Estático F=5.88 . X +0.15 5.88 Dinámico T=2.45 m +0.04 6.58 Estadístico Estático F=1.66 . X +0.17 1.66 Dinámico T=2.37 m +0.08 7.03 12. Calcular el error porcentual de K obtenido por ambos métodos estadísticos: Metodo estatico: ∆𝐾 𝐾 𝑥100 = 11% Metodo dinamico: ∆𝐾 𝐾 𝑥100 =6.6% 13. Escriba 3 características acerca de las propiedades elásticas del resorte usado  Flexible, resistente y rígido.  El resorte cambió su forma cuando le aplicamos la fuerza (Peso)  El resorte sufrio un desplazamiento después de haber aplicado la fuerza (Peso)  El resorte regresó a su forma original tras retirar la fuerza antes mencionada. DISCUSIÓN Con el experimento realizado se pudo notar que para obtener un resultado más acertado respecto a k, es mejor usar el método estadístico, puesto que te da resultados con mayor confiabilidad y precisión; por otra parte el realizar los 2 métodos da una idea de que tan parecidos pueden llegar a ser los resultados. 5. CONCLUSIONES( ) 5.1. ¿Cuál de los dos métodos es más confiable para calcular k ? ¿Por qué? El método dinamico porque nos da el menor error porcentual y estático 5.2. Con la ecuación 4. Halle el valor del módulo de rigidez G del material del alambre del resorte, si la constante elástica del resorte es 75 N/m, la longitud inicial es 10cm, el diámetro de la espira es 20mm, el diámetro del alambre es 1.42mm y el número de espiras es 43.
  • 9. NOLBERTO LIMAY FISICA G=51.18 N/M 5.3. ¿Qué ocurre con el resorte si la fuerza deformadora se excede del límite elástico? El resorte sufriría una deformación permanente o romperse. 6. BIBLIOGRAFÍA( ) (Autor, título, editorial, año, N° de edición, ciudad, página) http://www2.ib.edu.ar/becaib/cd-ib/trabajos/Sanger.pdf https://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/3379/pfc5169.pdf?sequence=1 https://www.youtube.com/watch?v=fON7jTDyzN0&ab_channel=F%C3%ADsica%26Matem% C3% A1ticas