Física General II Trabajo de Laboratorio Nº2 Elasticidad Flexión de

Física General II
Trabajo de Laboratorio Nº2
Elasticidad
Flexión de barras
Introducción
La elasticidad es la propiedad de un material que le hace recuperar
su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado
por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa
sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del
material que provoca la deformación del mismo. Si la fuerza
externa supera un determinado valor, el material puede quedar
deformado permanentemente, y esta ley ya no es válida. El máximo
esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar
permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.
Robert Hooke (1635-1703) realizó numerosos experimentos para
estudiar la elasticidad de los materiales y, a partir de sus
observaciones experimentales, llegó a enunciar la ley que lleva su nombre:
Ley de Hooke, Para un material elástico, dentro de los límites de elasticidad, la
deformación es proporcional a la fuerza aplicada.
Las características elásticas de una material homogéneo e isótropo quedan
completamente definidas por el conocimiento de varios módulos elásticos, entre ellos el
módulo de Young, E.
Cuando se flexiona una varilla, ésta experimenta un alargamiento por su parte convexa y
una contracción por la cóncava. El comportamiento de la varilla está determinado por el
módulo de Young del material del que está hecha; de modo que el valor de dicho módulo
puede determinarse mediante experimentos de flexión.
Laboratorio
Utilizando varillas de diversos materiales (hierro, bronce, madera) ubicadas sobre
un soporte horizontal, y sometidas a fuerzas crecientes, mida las deformaciones y
verifique la ley de Hooke en el caso de la flexión. Con el dispositivo disponible, a través de
la grafica obtenida, compare y discuta los resultados para los diferentes materiales.
Modifique los puntos de apoyo y obtenga nuevos resultados.
Calcule las pendientes de las rectas obtenidas, analice y responda:
¿Por qué se obtienen rectas de diferentes pendientes?
¿De qué parámetros (sección de la varilla, distancia entre apoyos, material, etc.) depende
la pendiente de cada recta?
La constante de proporcionalidad entre la deformación y la fuerza aplicada
depende de las características geométricas de la varilla y del módulo de Young, E, del
material. Para una varilla de sección rectangular, puede demostrarse que la deformación
S viene dada por
S=
1 L3
F
4 E ab 3
donde L es la longitud de la varilla (distancia entre los dos apoyos), a su anchura y b su
altura o grosor. Determine en cada caso el módulo de Young del material y compárelo con
valores tabulados.
Videos: ensayos de tracción, compresión, flexión y torsión
https://youtu.be/Klx9KO1gOdI
https://www.youtube.com/watch?v=PqTzsN4nz-4
https://youtu.be/Z-kWeXpTxis
https://youtu.be/rMIU0Kgq1TU