UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTA MARÍA Año del Diálogo Diálogo y Reconciliación Reconciliación Nacional"
“
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
FÍSICA: ONDAS MECÁNICAS, FLUIDOS Y TERMODINÁMICA
CUARTO SEMESTRE
Fecha de entrega: 04/09/2018
Practica Nro. 1.
ELASTICIDAD
INTEGRANTES: José Fernando Casas Gómez Máximo Rodrigo Cari Vargas Verónica Alejandra Salcedo chuctaya Darwin Guido Morales Colquehuanca
Objetivos o o
Determinar el módulo de Young Analizar la curva esfuerzo en función de la deformación.
A. Procedimiento
D=
Obtener algún cabello Usando el micrómetro medir el diámetro del cabello y calcular el área de sección transversal
0.06 ±0.01 mm , − 2 Area del cilindro = = = 2.827 10
A =
Li =
2.827 103 2 Usando el soporte universal y la mordaza con pinza sujetar el cabello por un extremo En el extremo libre haciendo un nudo unirlo a un dinamómetro de 1.5N Medir la longitud inicial (distancia entre los nudos) antes de aplicar alguna fuerza.
16 ± 0.1 Aplicar una pequeña fuerza y medir su cambio de longitud anotándolo en la tabla 1 Repetir el paso anterior incrementando la fuerza.
Tabla 1
Nro.
Fuerza, F
(N)
Longitud final, , (cm)
Cambio de Esfuerzo, longitud, F/A, , (cm) ( )
1
0.1N
16.2cm
0.2cm
2
0.2N
16.3cm
0.3cm
3
0.3N
16.3cm
0.3cm
4
0.4N
16.4cm
0.4cm
5
0.5N
16.4cm
0.4cm
6
0.6N
16.5cm
0.5cm
7
0.7N
16.6cm
0.6cm
8
Ruptura
Ruptura
Ruptura
9
10 11 12 13 14 15
10 70.74 x10 106.1 x10 141.5 x10 176.8 x10 212.2 x10 247.6 x10 35.37x
Deformación
N/m2
0.0125
N/m2
0.0155
N/m2
0.01875
N/m2
0.022
N/m2
0.025
N/m2
0.03125
N/m2
0.03775
Ruptura
Ruptura
B. Análisis de datos
Complete la tabla 1, calculando el esfuerzo y la deformación Grafique el esfuerzo en función de la deformación (grafica1). En el grafico identifique la región elástica, la región plástica y el punto de ruptura.
GRÁFICA N°1: ESFUERZO VERSUS DEFORMACIÓN
En el grafico usando solo la región elástica calcule la pendiente e intercepto.
Lectura
1 2 3 4 5
35.37∗10 0.0125 70.74∗10 0.0155 106.1∗10 0.01875 141.5∗10 0.022 176.8∗10 0.025
∗
0.00015625 0.00024025 0.00035156 0.000484 0.000625
∗ 10 1.09647∗ 10 1.989375∗ 10 3.113∗ 10 4.42∗ 10 0.442125
∑= .∗ ∑= . ∑ .∗− ∑= ∑ 0.008789062
∗
INTERCEPTO CON LA VERTICAL
∗
PENDIENTE
A=-104.33
B=1.12
Usando el intercepto y pendiente construya la ecuación de la recta (Y=A+BX).
104.33 ∗ 10 +1.12∗10
De la semejanza de la ecuación de la recta obtenida anteriormente y de la ecuación 1 del fundamento teórico, calcule el módulo de Young para el cabello analizado.
104.33 ∗ 10 +1.12∗10
∆ ∆
104.33 ∗ 10 +1.12∗10 () Módulo de Young para el cabello analizado:
1.12∗10
C. Conclusiones
Se aprendió de la ley de Hooke que directamente proporcional al módulo fuerza.
el
alargamiento
es
Se determinó el módulo de Young. Se llegó a la conclusión que la elasticidad es cuando a un material se le aplica una fuerza, y se deforma hasta romperse pasando por 3 etapas: comportamiento elástico, límite elástico y punto de ruptura.
D. Bibliografía
SERWAY, Raymond A. - Física – Mc Graw Hill – Mexico SEARS, ZEMANSKY, YOUNG Y FREEDMAN -Física Universitaria, Vol IU.S.A-Addison Wesley Logman-1998
E. Cuestionario final
1) ¿Qué tipo de deformación muestra un cubo de gelatina cuando tiembla?
La gelatina va a tener un comportamiento elástico hasta cierta fuerza aplicada. Una vez se le aumente la fuerza y esta no vuelva a su tamaño original se puede decir que el comportamiento es plástico. Este comportamiento plástico va a seguir hasta que se rompa la gelatina. Dentro de los factores que pueden afectar la elasticidad de la gelatina se encuentran: la concentración, el tamaño de la columna de gelatina (ancho y alto). 2) Cierto alambre, de 3 m de largo, se estira 1.2 mm cuando está bajo 200 N de tensión. i) Un alambre igualmente grueso de 6 m de largo, hecho del mismo material y bajo la misma tensión, se estira a) 4.8 mm, b) 2.4 mm, c) 1.2 mm, d) 0.6 mm, e) 0.3 mm, f) 0. ii) Un alambre con el doble de diámetro, de 3 m de largo, hecho del mismo material y bajo la misma tensión, ¿Cuánto se estira? Elija de las mismas posibilidades de la a) a la f).
3 200 − ∆1.210 ∆ ∆
∆∆ ∆ −∆ 1.210 ∆ 610−∆ ∆0.6
∆?
3) Compare las propiedades mecánicas de un cable de acero hecho trenzando muchos alambres delgados, con las propiedades de una varilla metálica sólida del mismo diámetro. ¿Qué ventajas tiene cada uno?
Cable de acero Es elástico.
Para deformarlo se necesita una menor fuerza.
Al enderezarlo vuelve a su posición original con facilidad. Puede resistir alas flexiones constantes ya que cada hilo individual es más fino, no opone resistencia al doblado.
Varilla metálica Tiene alta dureza.
Para deformarlo se necesita una mayor fuerza. Al enderezarlo quedara deformaciones permanentes.
con
Puede resistir un poco más a la tensión pura pero no soporta las flexiones constantes.
4) ¿cuál es la utilidad de esta práctica en su carrera profesional?
Esta práctica tiene un alto rango de utilidad en el campo de la ingeniería de minas. La elasticidad, es una propiedad de los materiales de volver a su forma original después de haber sufrido un estiramiento o compresión, y tanto la elasticidad como la flexión tienen aplicaciones igualmente en el análisis estructural de macizos rocosos que se hace para determinar su resistencia, por ejemplo, frente a un sismo.
