fisica ii modulo young... (recuperado)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA

MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA ELECTICA

1 LABORATORIO FISICA II

INFORME DE LABORATORIO FISICA II Nº -001 -2015 -EPIME/UNAP

INTEGRANTES: CODIGO:

José Carlos Turpo Quiro 141270

William León Armando Cabana ……….

Grimber Turpo Quispe ……….

Néstor fausto Caira ………..

PARA : LIC. LENIN SUCA HUALLATA

ASUNTO : “MÓDULO YOUNG”

FECHA : PUNO, 05 DE MARZO DEL 2015

GRUPO : 206

NOTA :

Es grato dirigirme a usted con la finalidad de informar el ensayo

realizado el día 27 de FEBRERO del 2015 del año en curso en el laboratorio N° …… de

departamento físico matemático, desarrollando el tema de “MÓDULO YOUNG” el

cual detallo a continuación en las siguientes fojas, que hago el alcance respectivo para

su consideración y evaluación:

…………………………………………………………

JOSE CARLOS TURPO QUIRO

CODIGO: 141270





MÓDULO YOUNG

I. OBJETIVOS

Establecer el módulo de Young de aluminio, madera.

Determinar el módulo de elasticidad (módulo de Young)

II. APLICACIONES:

-Compresión de cuerpos.

-Equipamientos.

-Edificaciones.

-Tracción de cuerpos.

- Ejercicios Físicos diarios.

- Aislamientos Horizontales.

- Flexión de cuerpo. - Elaboración de Puentes

- Construcciones de Edificios

- Armado de andamios





-Torsión de cuerpos.

- Escurrir la ropa empapada.

-Un molinillo accionado por gomas.

- La acción de un destornillador.

III. EQUIPOS Y MATERIALES:

2 soportes universales

01 regla metálica

01 Juego de masas y porta pesa

02 soportes horizontales o tenazas

01 sujetador

Varillas de diferentes metales. 01 Vernier.





IV. DATOS EVALUADOS:

Aluminio

N° Carga m (Kg) S (mm)

1 0.055 Kg 2 mm

2 0.105 Kg 5 mm

3 0.155 Kg 7 mm

4 0.205 Kg 9 mm

5 0.255 Kg 11 mm

6 0.31 kg 13 mm

7 0.36 kg 15 mm

8 0.41 kg 17 mm

V. DESARRLLO DEL CUESTIONARIO:

1.- Realizar en una gráfica F(N) vs X(m) y una interpretación física y analítica de la grafica

Del gráfico del aluminiose puede observar que cuanto mayor peso se le da, mayor también

es la deformación y como se ve en el grafico va en aumento hacia arriba.

0.055

0.105

0.155

0.25

0.2

0.31

0.36

0.4

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018

F(N)

X(m)

GRAFICO DEL ALUMINIO





2.- Con los datos de la tabla 1, determinar la constante elástica por el método de mínimos

cuadrados.

ALUMINIO

W S 𝑲 = 𝑾𝑺⁄

0.055 2 0.028

0.105 5 0.021

0.155 7 0.022

0.205 9 0.023

0.255 11 0.023

0.31 13 0.024

0.36 15 0.024

0.41 17 0.024

𝒌𝒑 = 0.028 + 0.021 + 0.022 + 0.023 + 0.023 + 0.024 + 0.024 + 0.24

8= 0.0235

3.- Usando los datos de la tabla 1 calcular la constante elástica por el método de mínimos

cuadrados.

∑ =X

79

8= 9.87

∑ =1.855

8= 0.231

𝑦

∑ =22.77

8= 2.85

x.y

∑ =963

8𝑋2= 120.37

ALUMINIO

𝑿 𝒀 𝑿. 𝒀 𝑿𝟐 2 0.055 0.11 4

5 0.105 0.525 25

7 0.155 1.085 49

9 0.205 1.845 81

11 0.255 2.805 121

13 0.31 4.03 169

15 0.36 5.4 225

17 0.41 6.97 289

∑ =𝑋 79 ∑ =𝑌 1.855 ∑ =𝑥.𝑦 22.77 ∑ 2𝑋 =963





Aplicando formula de mínimos cuadrados:

PARA EL ALUMINIO:

𝐷 = 8(120.37) − (9.87)2 = 865.54

𝐴 =1

865.54[8(2.85) − 9.87𝑥0.231] = 0.0237

𝐵 =1

865.54[(120.37𝑥0.231) − (9.87𝑥2.85)] = −0.000369

4.- Hallar el Error porcentual (E%), considerando como valor teórico el valor de la

Constante elástica hallada por el método de mínimos cuadrados y comparada con el valor

obtenido en la pregunta 2.

Aplicando la fórmula:

𝐸𝑝 =𝐸𝑎

𝑋𝑥100 =

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.𝑥100

Para el aluminio:

𝐸𝑝 =0.0235 − 0.0237

0.0237𝑥100 = 0.84%

5.- Determine el módulo de Young (E) de la barra metálica con los resultados obtenidos en la

pregunta 2 y 3.

Con la fórmula:

𝐸 =𝐾𝐿3

4𝑎𝑏3

Para el aluminio

𝐸𝑝 =𝐸𝑎

𝑋𝑥100 =

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.𝑥100





𝐸 = (0.0235

𝑘𝑔𝑚𝑚⁄ )(97𝑐𝑚)3

4(2.5𝑐𝑚)(3.18𝑚𝑚)3 = −4.76𝑥10−6

6.- Halle el error absoluto porcentual para cada caso obtenido en la pregunta anterior

comparando con el valor comúnmente establecido en los libros.

7.- Determine cuánto vale la energía acumulada en esta barra en la máxima deformación.

Como sabemos la energía potencial elástica está determinada por lo siguiente:

𝑬𝒑𝒐𝒕 = (𝟏

𝟐) 𝒌. 𝒙𝟐

Pero ya tenemos el valor de K en 𝑚𝑚2 y cuando se de la max. Deformación el x tomara el de

17mm por lo tanto la Energía elástica será:

Para el aluminio:

𝑬𝒑𝒐𝒕 = (𝟏

𝟐) 𝟎. 𝟎𝟐𝟑𝟓𝒙𝟏𝟕 = 𝟎. 𝟕𝟗𝟗

8.- Analice las fuerzas de cohesión y las fuerzas de adherencia, De ejemplos.

Las fuerzas de cohesión corresponden a un grupo de fuerzas intermoleculares de atracción, también

denominadas de VAN DER WAALS, que las responsables de los estados de agregación líquido y

solido de las sustancias no iónicas o metálicas. Pero además de estas también intervienen fuerzas

de contacto, fuerzas capilares, fuerzas de amortiguamiento histérico y viscoso, fuerza elástica de la

micro viga.

Una de las consecuencias de las fuerzas de cohesión es la tensión superficial que se producen en

los líquidos como consecuencias de la asimétrica distribución molecular en la superficie de estos,





ya que estas moléculas, las de la superficie, son atraídas solo hacia abajo y hacia los lados, pero no

hacia arriba.

Pero por su parte las fuerzas de adhesión se deben principalmente la di polaridad de algunos

líquidos, lo que provoca las interacciones entre cargas positivas, por ejemplo, de las moléculas de

agua y la negativa los átomos de oxigeno del vidrio con el resultado de efecto de capilaridad que

permite una pequeña ascensión de ciertos líquidos en contra de la fuerza de la gravedad.

El juego de ambas fuerzas, cohesión y adherencia, es la que produce los meniscos en la superficie

de los fluidos en las zonas de contacto con recipientes. Cuanto la fuerzas de adherencias son

mayores que las de cohesión el menisco es cóncavo (agua y vidrio). Cuando vencen las fuerzas de

cohesión el menisco es convexo (mercurio y vidrio).

Otro ejemplo seria tomando en cuenta un sistema de muelle o resorte con una determinada masa o

una fuerza, en el proceso de tracción el cuerpo en este caso el muelle tiende a retornar a su estado

de equilibrio e igualmente cuando es en el proceso de compresión.

9.- ¿Por qué el esfuerzo a la tracción es positivo y el esfuerzo al compresiones negativo?

Tenemos que tener en cuenta primero que el esfuerzo es la fuerza que actúa sobre un cuerpo y que

tiende a estirarla (tracción), aplastarla (compresión), doblarla (flexion), cortarla (corte) o retorcerla

(torsión).

El esfuerzo de tracción en un cuerpo sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas

direcciones por efecto de la tracción.

El esfuerzo de compresión es la resultante negativa por las tensiones o presiones que existe dentro

de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen

del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección

VI. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES:

En esta práctica pude comprobar que la deformación producida por el esfuerzo ejercido sobre un

material, son directamente proporcionales y también que el material del que estaba hecho la placa era

aluminio, esto lo pude comprobar al graficar F(N) vs,X(m) donde la pendiente fue de un valor de 5(8.75 2.39) 10 ( / )x m N para todos los cambios de fuerza y deformación que experimentó la

placa metálica durante el experimento, que relacionado con el valor para el momento de inercia 10 4(5.76 0.15) 10 ( )x m de la placa, produjeron un valor para el coeficiente de Young del material

de 11 2(2.144 0.642) 10 ( / )x N m el cuál es aproximadamente igual al valor teórico del coeficiente

de Young para el hierro 11 22.06 10 ( / )x N m , obteniéndose un error de aproximadamente 4.07% lo

que significa que la práctica es calificada como muy buena, y que las condiciones en las que hice la

práctica y el estado de los dispositivos eran aceptables; una de las posibles causas de este error fue la

medición errónea de la división en la cual el foco se encendía y la disminución de la fuerza aplicada

sobre la placa gracias al borde de la mesa de trabajo el cual topaba con las masas de 2Kg en adelante.

http://localhost:8000/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://localhost:8000/wiki/Presi%C3%B3n

http://localhost:8000/wiki/S%C3%B3lido_deformable

http://localhost:8000/wiki/Mec%C3%A1nica_de_medios_continuos





VII. BIBLIOGRAFIA:

Guía de laboratorio FISICA II (UNA-PUNO)

www.fisicaexperimentalunap.webs.tl

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Young

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/permot3.html

http://www.mecapedia.uji.es/modulo_de_elasticidad.htm

FISICA – SERWAY.JEWETT – volumen 1-septima edición

http://www.fisicaexperimentalunap.webs.tl/

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Young

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/permot3.html

http://www.mecapedia.uji.es/modulo_de_elasticidad.htm

fisica ii modulo young... (recuperado)

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