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“ Año de la unidad, la paz y el desarrollo”
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA: Física II DOCENTE: Ing. Victor Jalixto Titto INTEGRANTES: Ancco Rincon, Gabriela Alexandra Beccera Apaza Jossue Follano Ccopa Jhonmy Rodriguez Aragon Lucio Ernesto Quipe Ccana Jose Felix SEMESTRE 2023-I CUSCO – PERÚ
ELASTICIDAD
PRACTICA Nº 03
ELASTICIDAD
Ideas Previas.- En ingeniería, específicamente en el tendido de cables en puentes, en vigas y muchas mas aplicaciones es imprescindible tener bien cuantificado los valores de elasticidad y plasticidad de los materiales a utilizar y que debemos saber que si un objeto sólido esta sometido a fuerzas que tienden a alargarlo, cortarlo (deformación de cizalladura) o comprimirlo, la forma del objeto varia. Si el objeto recupera su forma original después de suprimir las fuerzas, se dice que el objeto es elástico. La mayoría de los cuerpos tienen un comportamiento elástico al verse sometidos a la acción de fuerzas, con tal que estos no superen un cierto valor máximo denominado limite elástico. Si las fuerzas son demasiado grandes, el objeto no recupera su forma original, sino que se deforma permanentemente. Key words.- Elasticidad – plasticidad – resistencia de materiales. I. OBJETIVOS. Estudiar experimentalmente las propiedades elásticas y plásticas de los cuerpos Verificar el cumplimiento de la Ley de Hooke en el caso de deformaciones longitudinales. Determinar el módulo de Yuong de ciertos materiales sometidos a tracción. II. FUNDAMENTO TEÓRICO Si en uno de los extremos de una barra sólida de longitud L sometida a tracción o fuerza tensora F que actúa igualmente hacia la derecha y hacia la izquierda. La barra esta en equilibrio, pero las fuerzas que actúan sobre ella tienden a incrementar su longitud. La variación relativa de la longitud de la barra deformación:
L^
L
, recibe el nombre de
L
L .... (1)
Como el alambre es uniforme, el esfuerzo es el mismo en todas las secciones rectas, y la deformación longitudinal se define como la variación unitaria
L L L 0.
El cociente entre la fuerza F y el área de la sección recta A de la barra se llama tensión de tracción (o simplemente tensión):
F
A .... (2)
La Ley de Hooke en el caso de barras o alambres sometidos a tensión, determina que el esfuerzo resulta proporcional a la deformación y la constante de proporcionalidad es característica del material.
IV. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES
1. Medir el diámetro de los alambres y la liga con el vernier ( d^1 , d
- Instalar el equipo tal como se muestra en la figura.
y d^^3 ).
- Atar el material en los extremos del tensador y el sensor de fuerza y con un marcador o cinta maskin tape, marcar los puntos de referencia de longitud inicial sobre el material.
- A partir de la marcas de referencia, medir las longitudes iníciales de cada uno de los materiales
- Comience a tensar el hilo según corresponda a intervalos pequeños de fuerza y registre los datos en la tabla de datos Nº 01 que en ese instante muestra el recolector.
- Con la regla, para cada variación de 0.1cm que se produce registre las diferentes fuerzas de alargamiento que sufre el hilo hasta que se produzca la ruptura.
- Volver a repetir los pasos 3, 4, 5, y 6 para cada material y registre los datos en las tablas Nº 02 y 03. TABLA Nº 01 Material: …………COBRE……………….
d 1 ( cm ) …1mm…… L 01 ( cm )^
………42.9cm….. F ( N ) (^200 400 500 600 700 800 900 ) L L L (^0) 0.5 0.9 1.2 1.6 1.7 1.9 2 Rotur a TABLA Nº 02 Material: …………LIGA……………….
d 2 ( cm ) ……0.03mm…… L 02 ( cm ) …13.1m………..
F ( N ) 5 6 7 9 10 11 20 30 50 100 200 400 600
L L L (^0) 0.5 0.58 0.7 1 1.05 1.2 2.5 3.8 6.5 12.3 19.1 30.8 38.5 63. TABLA Nº 03
Material: …NYLON…….
d 3 ( cm ) …0.02mm…………….. L 03 ( cm ) …54.4 cm
F ( N )
50g 150g 250g 300g 400g 500g L L L 0 0.6^ 2.6^ 3.6^ 4.6^ 5.4^ 5. V. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES
- ¿ Qué tipo de comportamiento tendrán los materiales para esfuerzos inferiores al límite de elasticidad ?. Los materiales sometidos a esfuerzos inferiores es deformado temporalmente por la ley de Hooke donde la deformación es pequeña y falla al excederse un limite
- Si se aplica calor al alambre ¿ de alguna forma influirá en su alargamiento?. Si influye, ya que el alambre se dilata ( se debe por el aumento de al agitación térmica de las particulas) asi el valor de alargamiento se incrementa
- ¿A qué tipo de esfuerzo se someten los materiales del experimento? En los tres ejemplos de experimento que realizamos se encuentran en tracción ya que las dos fuerzas están en sentido contrario
- Como se utiliza el sensor de fuerza. Un sensor de fuerza mide las fuerzas de tensión y compresión que actúan sobre el sensor VI. ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES.
- Con los datos experimento, calcule el esfuerzo aplicado y la deformación unitaria para cada uno de los materiales. Esfuerzo aplicado COBRE τ =
F
A
LIGA
NYLON
- Para los tres materiales graficar esfuerzo en función a la deformación. En el gráfico, identifique los puntos A, B, C y anote sus respectivas denominaciones según el grafico de la parte teórica. Utilice lápices de colores para cada material.
- De la pregunta (2) identifique sus ecuaciones características.
nylon
- Escriba sus ecuaciones empericas para cada caso. COBRE LIGA NYLON
- ¿Cuál es el significado físico de estos parámetros? Los parámetros de la ecuación nos indican que el esfuerzo y la deformación aumentan de manera creciente y positiva m = n ¿ ¿ b =
∑ y^ ∑ x
2
−∑ x ∑ xy
n ¿ ¿ Y =3.3 × 10 − 3 X −1.02 × 10 24 m = n ¿ ¿ b =
∑ y^ ∑ x
2
−∑ x ∑ xy
n ¿ ¿ Y =0.0032 X −9.37 × 10 12 m = n ¿ ¿ b =
∑ y^ ∑ x
2
−∑ x ∑ xy
n ¿ ¿ Y =6.37 × 10 − 8 X −2.85 × 10 24
VII. CONCLUSIONES.
Complete sus conclusiones a cerca de la práctica realizada de forma personal , valore sus resultados y resáltelos en gráficos, mapas conceptuales o algún tipo de organizador.
Se pudo observar que la deformación en el hilo de cobre es mínima a
comparación de la liga, esto es debido al coeficiente de rigidez, además
depende de la geometría del cuerpo, la temperatura es un factor importante en
la deformación.
El punto de ruptura del hilo de cobre fue cuando se le aplicó 1N de fuerza,
donde el hilo de cobre experimentó su mayor variación de longitud que es de 2
cm.
VIII. INVESTIGACION
Elabore, ensaye otra práctica experimental en su domicilio y analice con los mismos procedimientos de esta práctica. Registre su investigación con imágenes.
- Medir el diámetro de la liga con ayuda del vernier
· Diámetro de la liga 1mm
- Atar el material en los extremos del tensor y marcar los puntos de referencia de longitud inicial sobre el material.
- Con la regla, registre las diferentes fuerzas de alargamiento que sufre el hilo hasta que se produzca la ruptura.
IX. FICHA DE EVALUACION.
CRITERIOS DE EVALUACION DEL INFORME DE
LABORATOEIO
PUNTOS PUNTAJE
OBTENIDO
Prueba de entrada. Responde de forma precisa y concisa a las preguntas referentes al tema de la práctica.
Trabajo en laboratorio. Toma de datos experimentales. Observaciones experimentales
Análisis de datos experimentales. Aplica correctamente los alcances conceptuales y determina los valores que indica la guía. Resuelve ordenadamente usando las formulas del marco teórico. Logra obtener los resultados que pide el objetivo de la práctica.
Conclusiones. Expone ordenadamente sus conclusiones y logra resaltar aquellas conclusiones que logran el objetivo de la práctica. Realiza observaciones sobresalientes.
Investigación. Busca aplicaciones de lo experimentado en su domicilio o en su campo profesional.
NOTA
