LABORATORIO N° 3: Ley de Hooke y cambios de energía potencial - Parte 1

Summary

En este laboratorio de física, el profesor Fernando Rino guía a los estudiantes a través de un experimento sobre la ley de elasticidad y los cambios en la energía potencial. Los estudiantes aprenderán cómo medir la deformación de un resorte bajo diferentes cargas y calcular la constante elástica usando la ley de Hooke. Además, se analizará la conservación de la energía mecánica en sistemas elásticos y gravitacionales. A lo largo del experimento, los estudiantes practicarán mediciones precisas y explorarán la relación entre la fuerza deformadora y la elongación.

Takeaways

• 😀 El profesor Fernando Rino presenta el laboratorio #3 de la Ley de Hooke y cambios de energía potencial en la Universidad Tecnológica del Perú.
• 😀 El objetivo principal del laboratorio es observar la relación lineal entre la fuerza deformadora y la elongación del resorte.
• 😀 El experimento busca comprobar que la constante de elasticidad es el factor de proporcionalidad en la Ley de Hooke.
• 😀 Además, se analizarán los cambios de energía potencial gravitatoria y elástica en un sistema físico compuesto por una masa y un resorte.
• 😀 Se emplean materiales como un soporte universal, una nuez de sujeción, un resorte helicoidal y un conjunto de masas de 50g, 100g y 500g.
• 😀 Se utiliza una balanza de precisión TR con un alcance de 610g y una regla de 100 cm para medir la deformación del resorte.
• 😀 El procedimiento inicia con la medición de la altura inicial del resorte antes de agregar cualquier masa, que en este caso es de 0.5 m.
• 😀 A medida que se añaden masas (50g, 100g, 150g, etc.), se mide la deformación del resorte calculando la diferencia entre la altura inicial y la nueva altura.
• 😀 La deformación se calcula restando la altura medida de la base del soporte universal a la altura medida con el resorte deformado.
• 😀 El experimento debe repetirse siete veces para obtener un mejor análisis estadístico y resultados más precisos sobre la elasticidad del resorte.

Q & A

¿Cuál es el objetivo principal de este laboratorio?

El objetivo principal es observar la relación lineal entre la fuerza deformadora y la elongación de un resorte, y comprobar que la constante de elasticidad es el factor de proporcionalidad en la ley de Hooke.

¿Qué relación se establece entre la fuerza deformadora y la elongación del resorte?

Se establece una relación directa, lineal, entre la fuerza deformadora y la elongación del resorte, que está descrita por la ley de Hooke, donde la constante de elasticidad actúa como el factor de proporcionalidad.

¿Qué material se utiliza para medir la masa con alta precisión en este experimento?

Se utiliza una balanza de precisión con un alcance máximo de 610 g y una lectura mínima de 0,1 g para medir las masas con alta precisión.

¿Qué significa que un cuerpo sea elástico en este contexto?

Un cuerpo se considera elástico si, al ser deformado por un agente externo, puede recuperar su tamaño y forma original una vez que dicho agente cesa su acción.

¿Cómo se determina la deformación del resorte durante el experimento?

La deformación se determina midiendo la diferencia entre la altura inicial del resorte antes de colgar la masa y la altura medida después de colgar la masa, restando la altura inicial de la altura final.

¿Por qué es importante realizar múltiples repeticiones en el experimento?

Realizar múltiples repeticiones ayuda a obtener datos más confiables y representativos, permitiendo una mejor estadística y reduciendo el error experimental.

¿Cómo se calcula la constante elástica en este experimento?

La constante elástica se puede calcular al trazar una gráfica de fuerza contra elongación, donde la pendiente de la línea representará la constante de elasticidad del resorte.

¿Qué instrumentos son necesarios para el montaje experimental?

Se necesitan un soporte universal, una nuez doble, una varilla de sujeción de 20 cm, un resorte helicoidal, un portam masas, masas de diferentes tamaños, una balanza de precisión y una regla de 100 cm.

¿Cómo se asegura que el resorte está colgado de manera correcta en el experimento?

El resorte se cuelga de la varilla de sujeción asegurándose de que la varilla esté en una posición horizontal, y que el resorte cuelgue libremente para medir su elongación de manera precisa.

¿Qué concepto se está demostrando al medir los cambios de energía potencial en este experimento?

Se está demostrando la conservación de la energía mecánica, ya que la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica se transfieren entre sí mientras se añaden o retiran masas del sistema.