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Práctica 1. Ley de Hooke

Unidad I. Carga, Esfuerzo y deformación

Objetivo general: El alumno determinará los esfuerzos y deformaciones existentes en la

maquinaria industrial, utilizando los cálculos de: tensión, compresión, torsión y flexión, para su

consideración en el plan de mantenimiento.

Objetivo especifico:

Describir los conceptos de elasticidad, punto de cedencia y deformación dúctil y frágil.

Demostrar la Ley de Hooke, módulo elástico y razón de Poisson (constante elástica) en un caso

práctico.

Competencias a desarrollar.

Saber: Describir los conceptos de esfuerzo y deformación.

Describir los conceptos de elasticidad, punto de cedencia y deformación dúctil y frágil.

Explicar la Ley de Hooke: módulo elástico, razón de Poisson.

Saber Hacer: Resolver problemas utilizando la relación esfuerzo y deformación.

Determinar el comportamiento dúctil y frágil aplicado a materiales.

Demostrar la Ley de Hooke, módulo elástico y razón de Poisson en un caso práctico.

Ser: Trabajo en equipo Liderazgo

Ética

Responsabilidad

Analítico

Observador

Proactivo.

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Introducción

El salto de un Bungee utiliza una correa elástica larga que se estira hasta alcanzar una longitud

máxima que es proporcional al peso de la persona que salta. La elasticidad de la correa

determina la amplitud resultante de las vibraciones. Sin el límite elástico de la correa se

excede, la cuerda se rompe.

Con la práctica del diagrama deformación se podrá demostrar los conceptos de elasticidad,

limite elástico, esfuerzo, deformación y limite de ruptura en un material elastico.

Además de encontrar la constante de proporcionalidad K que variara de acuerdo al tipo de

material y recibe el nombre de constante elástica.

Recordando también que la ley de hooke no se limita al caso de resortes en espiral; de hecho,

se aplica a la deformación de todos los cuerpos elásticos.

Desarrollo:

En 1660 Robert Hooke formuló la ley que lleva su nombre y que describe cómo un cuerpo elástico

se estira de forma proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él, es decir, el alargamiento es

proporcional a la masa colgada. Lo que dio lugar a la invención del resorte helicoidal o muelle.

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Esquema de la práctica

Materiales y gráfico:

• Un soporte.

• Una base resistente

• Varias masas de 50, 100, 200 g,

• Una regla graduada en milímetros

Procedimiento

El primer paso será calibrar la regla a ocm antes de colgar la masa

Colgamos diferentes masas y anotamos los resultados:

MedidasMasa en gramos

0 50 100 150

Longitud en mm.

O cm 208 416 624

Lo que observamos es que el muelle o resorte, sufre una oscilación vertical, es decir, rebota hasta

que se detiene, ya que, según la ley de Hooke, el resorte trata de retomar su punto de equilibrio.

Esto se produce porque sobre él actúan unas fuerzas llamadas: Fuerzas Restauradoras, con el fín

de llevar al resorte a su estado de equilibrio. Apreciamos también, que el muelle ha sufrido una

prolongación debido a la fuerza gravitatoria que atrae al resorte y a la masa sujeta al extremo de

éste.

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Representación gráfica

Para poder acabar el estudio y averiguar si se cumple o no la Ley de Hooke, deberemos

representar la variación de la longitud en función de la fuerza producida por la masa colgada. Si al

representar los datos aparece una recta entonces podremos decir que hay una relación de

proporcionalidad directa entre el alargamiento y la masa colgada.

Antes de representar la gráfica, averiguaremos el valor de los puntos. En el eje vertical (y)

tendremos el valor de la longitud del resorte y en eje horizontal (x) tendremos el valor de la fuerza

aplicada que será la resultante de multiplicar la masa por la aceleración de la gravedad, según la

expresión:

El valor de los puntos y la representación vienen incluidos en la siguiente gráfica: