UNIVERSIDAD PERUANA UNIONFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAE.A.P: INGENIERIA CIVIL---------------------------------------------------------------------------------------

RESITENCIA DE MATERIALES ITEMA:ESFUERZO - DEFORMACION DEL RESORTEPRESENTADO POR: Sujei aupa MamaniDOCENTE: Ing. Leonel chhuares paucarCICLO: IVGRUPO: BJULIACA, ABRIL DEL 2015

1. INTRODUCCION

En el siguiente informe hemos pretendido hallar experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, el mdulo de rigidez, para lo cual hacemos uso de la ley de Hooke y de las ecuaciones de Movimiento Armnico Simple de un resorte sometido a un esfuerzo para lo cual hemos usado resortes de diferentes constantes elsticas, puesto que tambin trabajamos con un resorte muy rgido el cual nos ocasiono muchas dificultades pero todos los resortes eran del mismo material (acero).

2. OBJETIVOS

Usar un resorte como dispositivo para medir fuerzas.

Verificar experimentalmente las condiciones que cumplen las fuerzas que actan sobre un cuerpo cuando ste est en equilibrio.

Con un ejemplo sencillo, apreciar la importancia de los conceptos de fuerza y equilibrio en ingeniera.

3. MARCO TERICO

3.1. ESFUERZO

El esfuerzo se define aqu como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en trminos de fuerza por unidad de rea. Existen tres clases bsicas de esfuerzos: tensivo, compresivo y corte. El esfuerzo se computa sobre la base de las dimensiones del corte transversal de una pieza antes de la aplicacin de la carga, que usualmente se llaman dimensiones originales.

La deformacin se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio trmico, al cambio de humedad o a otras causas. En conjuncin con el esfuerzo directo, la deformacin se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud. En los ensayos de torsin se acostumbra medir la deformacin cmo un ngulo de torsin (en ocasiones llamados detrusin) entre dos secciones especificadas.

Cuando la deformacin se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensin lineal de un cuerpo, el cual va acompaado por un cambio de esfuerzo, se denomina deformacin unitaria debida a un esfuerzo. Es una razn o nmero no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas, su clculo se puede realizar mediante la siguiente expresin:e= e / L(14)Donde,e1 = es la deformacin unitariae : es la deformacinL: es la longitud del elemento

3.2. ELASTICIDAD

Propiedad de un material que le hace recuperar su tamao y forma original despus de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relacin se conoce como ley de Hooke.

No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida. El mximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina lmite de elasticidad.3.3. LEY DE HOOKE

Cuando unafuerzaexterna acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchosmateriales, entre ellos losmetalesy losminerales, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo.No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida. El mximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina lmite de elasticidad.

La deformacin llamada tambin elongacin es el estiramiento del resorte respecto de la posicin de equilibrio (posicin del resorte sin aplicar ninguna fuerza)La ecuacin tiene la forma de la ecuacin de la recta. Si hacemos las siguientes sustituciones: entonces la pendiente B de la recta F VS X, representa a la constante elstica del resorte,k.La reaccin a la fuerza deformadora (fuerza externa), es la fuerza interna denominada fuerza restauradora o fuerza elstica del resorteFs.,la cual es de la misma magnitud que la fuerza deformadora.

Esto es, un cuerpo de masa m que se encuentra bajo la accin de una fuerza restauradora realiza un movimiento oscilatorio armnico simple.Esta ecuacin tambin puede rescribirse de la siguiente manera:Que tiene la forma de la ecuacin de la recta: Si hacemos las sustituciones, la pendiente de la recta T Vs es:

Cuando el resorte se estira por efecto de una fuerza de traccin, aumenta la separacin entre sus espiras sucesivas de modo que el esfuerzo que soporta es, en realidad, un esfuerzo cortante o de cizalladora.La teora respectiva permite relacionar al mdulo elstico de rigidez o de cizalladura G del material, con la cortante elstica del resortekdel siguiente modo:

Donde N es el nmero de espiras del resorte, Res el radio de las espiras y r el radio del alambre.4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Cada material es diferente y tiene cualidades llamadas propiedades. Algunas propiedades de los materiales son: Fragilidad Flexibilidad Aislacin trmica Transparencia Impermeabilidad dureza Dureza de los materialesLa dureza del material dice que tan resistente es el material frente a diversas deformaciones y alteraciones. Fragilidad de los materiales(Fragilidad) Es el material que se rompe con facilidad si se golpea Flexibilidad de los materialesLa flexibilidad del material consiste en la facilidad que tiene este para doblarse sin romperse. Transparencia de los materialesLa transparencia en los materiales consiste en la facilidad que tienen estos para dejar pasar la luz a travs de ellos.5. MTODO O FORMAS DE CLCULOCuando la deformacin se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensin lineal de un cuerpo, el cual va acompaado por un cambio de esfuerzo, se denomina deformacin unitaria debida a un esfuerzo. Es una razn o nmero no dimensional, y es, por lo tanto, la misma sin importar las unidades expresadas, su clculo se puede realizar mediante la siguiente expresin:e= e / L(14)

6. MATERIALES E INSTRUMENTOS

Regla milimetrada Resortes de acero transportador

7. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO

Medir la longitud de resorte en la posicin mostrada. Colgar del extremo inferior de resorte sucesivamente pesos de cada 1kg cada vez medido. Repetir los pasos anteriores para cada uno de los otros resortes. Identifique cada resorte con su respectiva curva de calibracin.

8. PRESENTACION DE DATOS Y MEMORIA DE CLCULO

Para realizar el clculo lo primero que obtendremos son los siguientes datos:

observacinlongitud del resorte (mm)peso (g fuerza)

Lo80

185,8

21511.6

32216.9

42822.4

53526

64332.2

75138.3

9. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

Con los datos obtenidos confeccion un grfico con el peso de las monedas (5,8g) en funcin de la longitud del resorte (mm).

10. CONCLUSIN

Las deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilacin del mismo son proporcionales a la masa.Obtuvimos por los dos diferentes mtodos el valor de la masa fue muy parecido y aproximados al convencionalmente verdadero.Se observ que al utilizar el mtodo de mnimos cuadrados las incertidumbres asociadas a las pendientes y puntos de corte son mucho menores.Al obtener errores tan bajos podemos concluir que el mtodo de elaboracin de la practica es confiable y sus resultados sonproductode la buena elaboracin en el laboratorioLa masa efecta un movimiento armnico simple puesto que el desplazamiento de la masa desde el punto de equilibrio, varia en el tiempo, es decir se mueve peridicamente respecto a su posicin de equilibrio.La aceleracin es proporcional al desplazamiento de la masa a partir del equilibrio y est en ladireccinopuesta. La aceleracin es variable. Cuando la masa pasa por la posicin de equilibrio, su aceleracin se hace cero y suvelocidades mxima puesto que la masa oscila entre dos puntos de retorno.

11. RECOMENDACIONES

Seguir el desempeo del laboratorio como hasta ahora se ha venido haciendo para aprovechar mejor los recursos y el tiempo para comprender los ejercicios experimentales realizados.Al comenzar el laboratorio es bueno no solo seguir la gua, es bueno que le preguntemos al profesor cada fenmeno que observamos para as entender mas los conceptos vistos en clase por medio de la prctica.El laboratorio no es difcil de realizar ya que utiliza instrumentos fciles de manejar pero hay que tener cuidado por ejemplo en cuando hicimos la parte B a veces olvidamos el nmero de oscilaciones y nos tocaba empezar de nuevo.Tambin cuando soltamos el hilo con la pesa a veces nos rozaba con la pared y se detena por eso debamos elegir el ngulo correcto para que este no daara la oscilaciones del pndulo.

12. ANEXOS

Imagen Nro.1 la deformacin del resorte al soportar un peso de 22.4 g.

Imagen Nro. 2 medida del resorte a la deformacin.

13. BIBLIOGRAFA

SERWAY, Raymond A.Fsica, CuartaEdicin. Editorial McGraw-Hill, 1996.LEA Y BURQUE, " physics: The Nature of Things", Brooks/ Cole 1997.Practica de laboratorio # 2. Realizada por Luis A RodrguezFsica. Elementos de Fsica. Sexta edicin. Edelvives. Editorial Luis Vives S.A. Barcelona (Espaa); 1933

14. INDICEContenido1.INTRODUCCION22. OBJETIVOS33.MARCO TERICO43.1.ESFUERZO43.2.ELASTICIDAD53.3.LEY DE HOOKE5Fragilidad7Flexibilidad7Aislacin trmica7Transparencia7Impermeabilidad7dureza76.MATERIALES E INSTRUMENTOS87.PROCEDIMIENTO RECOMENDADO88.PRESENTACION DE DATOS Y MEMORIA DE CLCULO810.CONCLUSIN1011.RECOMENDACIONES1112.ANEXOS1213.BIBLIOGRAFA1314.INDICE14

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