CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICO

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMN

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA

CARRERA INGENIERA DE ALIMENTOS

MDULO DE ELASTICIDADPRACTICA # 1 ESTUDIANTE: Mamani Gonzales Nataly

DOCENTE: Ing. Perez Roberto LABORATORIO: FISICA II HORARIO: Martes 11:15 13:45 COCHABAMBA BOLIVIA

MDULO DE ELASTICIDAD1. OBJETIVOS

- Determinar el Mdulo de Young del material, para un alambre de seccin transversal circular, sujeta a tensin a partir de la relacin funcional entre esfuerzo y deformacin unitaria: F/S = (L / L0) en la zona elstica.

2. FUNDAMENTO TEORICO

Cuando un slido experimenta la presencia de fuerzas externas sufre un cambio en sus dimensiones. La magnitud de estas deformaciones nos permite calcular el valor de la constante elstica del material que caracteriza las propiedades elsticas del slido.

Existen diferentes tipos de deformacin, en particular la deformacin longitudinal por tensin que se aplica en slidos en forma de barras o cables, cuyo dimetro es despreciable comparado con la longitud de la barra. Las fuerzas externas se aplican perpendicularmente a las secciones transversales produciendo un incremento en la longitud y un decremento de la seccin transversal.

Si L es el incremento de la longitud de una barra de longitud inicial L0, se define la deformacin unitaria () como:

El esfuerzo de tensin () se define como la fuerza (F) que acta perpendicularmente por unidad de seccin transversal (S), es decir:

La figura muestra el comportamiento del esfuerzo en funcin de la deformacin unitaria para un material.

La regin OA se denomina regin elstica, se caracteriza porque el slido puede regresar a su forma original una vez que se retira la fuerza deformadora. El punto A representa el lmite elstico.

La regin AB se denomina regin plstica, se caracteriza porque el slido no recobra su forma inicial cuando se retira la fuerza deformadora, es decir el slido mantienen su deformacin.

El punto B denominado punto de ruptura, caracteriza al esfuerzo mximo que puede soportar el slido antes que se fragmente.

En la regin elstica la deformacin producida es proporcional al esfuerzo aplicado, por lo tanto en la regin elstica se cumple.

La constante tiene un valor definido que depende de las caractersticas del material y la forma como se aplica la fuerza. En el caso de una deformacin longitudinal por tensin la constante se denomina Mdulo de Young dada por:

3. EQUIPOS Y MATERIALES- Soporte del equipo

- Hilo de acero

- Vernier Digital

- Juego de pesas

- Porta masas- Tornillo Micromtrico- Regla

3.2. Procedimientos1.- Nivelar el soporte del equipo del Mdulo de Young al plano horizontal, utilizando los tornillos de apoyo y un nivel.

2.- Ajustar el alambre con el tornillo de sujecin que se encuentra en la parte superior del equipo.

3.- Colocar el porta masas en el extremo inferior del equipo.

4.- Tensar el alambre colocando una masa adicional colocada en el porta masas.

5.- Medir la longitud inicial del alambre

6.- Medir el dimetro de la seccin transversal circular del alambre con un tornillo micromtrico.

7.- Encender y graduar a cero el vernier digital.

8.- Incrementar las masas adecuadamente sobre el porta masas y registrar el incremento del alambre en el vernier digital.

9.- Considerar el valor de la aceleracin de la gravedad local g = 9,78 m/s2.

4. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

4.1. Datos iniciales obtenidos por mediciones directas

4.1.1. Longitud inicial del alambre

4.1.2. Dimetro del alambre

4.1.3. Datos de la deformacin L para cada masa m TensoraTabla 1

Nm [Kg]L [m]

10,50,15 x 10-3

21,00,29 x 10-3

31,50,42 x 10-3

42,00,55 x 10-3

52,50,65 x 10-3

4.2. Resultados principales obtenidos por clculos

4.2.1. Parmetros de la linealizacin.

4.2.2. Ecuacin de ajuste F/S = (L/L0)

4.2.3. Valor del Modulo de Young

5. GRAFICOS Y CALCULOS5.1. rea de seccin transversal del alambre

5.2. Deformacin unitaria y esfuerzoTabla 2

iL [m]m [Kg]F[N]L / L0F/S [N/m2]

10,15 x 10-30,54,890,1489572989 x 10-319,56 x 106

20,29 x 10-31,09,780,2879841112 x 10-339,12 x 106

30,42 x 10-31,514,670,4170804369 x 10-358,68 x 106

40,55 x 10-32,019,560,5461767627 x 10-378,24 x 106

50,65 x 10-32,524,450,6454816286 x 10-397,8 x 106

5.3. Esfuerzo versus deformacin unitaria

5.4. Determinacin de la relacin funcional = ()

6. RESPUESTAS AL CUESTIONARIO

1.- Qu interpretacin fsica tienen los parmetros A y B del ajuste por el mtodo de mnimos cuadrados?

R.- El parmetro A es producto del error cometido en las mediciones y las impresiones de los instrumentos y los equipos. Por otra parte al comparar ecuaciones tememos que el parmetro B es el valor del Modulo de Young2.- A partir del valor encontrado para el Mdulo de Young, indica de que material se puede tratar, comparando el calos con los datos publicados en tablas. Encuentra la diferencia porcentual entre ambos valores.R.- El acero tiene un modulo young de 20 x 1010 y es el mas prximo al obtenido en la practica, la diferencia porcentual es de un 22% con respecto al valor del acero.3.- Por qu no se considera la deformacin de la seccin transversal de los alambres?

R.- Porque la deformacin no es uniforme y varia segn la posicin y eso complica los clculos, adems si se considera la deformacin de la seccin transversal la relacin funcional no seria lineal, por tanto no podramos obtener el modulo de young.4.- En que regin de la figura 1.2 se ha trabajado en esta prctica?R.- 5.- Existe alguna relacin entre la deformacin transversal y la deformacin longitudinal? R.-6.- El mdulo de Young es el mismo para fuerzas tensoras y compresoras?R.- EMBED Equation.3

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