PIP 4º ESO IES SÉNECA TRABAJO EXPERIMENTAL EN FÍSICA Y QUÍMICA OBJETIVO Con esta práctica queremos averiguar las constantes de alargamiento un muelle y aplicar la ley de Hooke para predecir el comportamiento de un muelle. FUNDAMENTO TEÓRICO DINAMÓMETRO: Instrumento de laboratorio empleado para medir la fuerza. Una forma común de dinamómetro es una balanza de resorte calibrada en newton, la unidad de fuerza del Sistema Internacional. LEY DE HOOKE: establece que si una fuerza actúa sobre un resorte le provoca un alargamiento proporcional a la fuerza aplicada. La podemos expresar como: F = K x, siendo F la fuerza realizada por el muelle (expresada en N), "K" la constante recuperadora elástica, que depende se de la forma, las dimensiones y la naturaleza del muelle (expresada en N/m), y "x" el alargamiento que sufre el muelle (expresado en m). MATERIAL - Soporte y pinza - Nuez con gancho - Muelle - Portapesas - Regla - Pesas de 10, 20, 50 y 100 g PROCEDIMIENTO Colgamos el muelle del soporte (con el portapesas) y medimos su longitud en reposo. Colocamos varias pesas en el portapesas. Anotamos la masa total colgada del muelle y la longitud que tiene ahora el muelle. Cambiamos la masa del portapesas varias veces y vamos anotando las masas y las longitudes. Convertimos los datos de masa en valores de peso. Con estos datos, representamos en papel milimetrado el peso (fuerza aplicada sobre el muelle) frente al alargamiento. La pendiente de esta recta es la constante elástica del muelle. LEY DE HOOKE PÁGINA 1 PIP 4º ESO IES SÉNECA TRABAJO EXPERIMENTAL EN FÍSICA Y QUÍMICA Resultados Longitud del muelle en reposo: 43,1 cm Masa (g) Peso (N) Longitud final (cm) Alargamiento (cm) Alargamiento (m) 10 0,1 42,6 0,5 0,005 20 0,2 42,15 0,95 0,01 30 0,29 41,6 1,5 0,015 50 0,49 40,05 3,05 0,031 100 0,98 36,9 6,2 0,062 Responde las cuestiones 1. Haz un esquema del montaje utilizado (o realiza fotografías de la práctica). Pesas utilizadas Instrumentos utilizados LEY DE HOOKE PÁGINA 2 PIP 4º ESO IES SÉNECA TRABAJO EXPERIMENTAL EN FÍSICA Y QUÍMICA Alargamiento del muelle con una pesa de 10 g Alargamiento del muelle con una pesa de 20 g Alargamiento del muelle con una pesa de 50 g LEY DE HOOKE PÁGINA 3 PIP 4º ESO IES SÉNECA TRABAJO EXPERIMENTAL EN FÍSICA Y QUÍMICA Alargamiento del muelle con una pesa de 75 g. 2. Representa gráficamente el peso (N) frente al alargamiento (m). 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 3. ¿Qué conclusión se deduce de la gráfica obtenida? Gracias a la gráfica se obtiene la constante elástica y sacamos la conclusión de que el alargamiento del muelle es proporcional al peso que se ejerce sobre este. 4. Halla la constante elástica del muelle. K= F/X Punto 1: K= 0,1 N/0,05 m= 20 N/m Punto 2: K= 0,2 N/ 0,1 m= 20N/m Punto 3: K= 0,29 N/ 0,15 m= 19 N/m Punto 4: K= 0,49 N/ 0,31 m= 16 N/m Punto 5: K=0,98 N/ 0,62 m= 16 N/m K= 20+20+19+16+16/5= 18,2 N/m 5. Suponiendo que el resorte conservara su elasticidad, ¿Cuál sería su longitud total si le colgamos una masa de 300 g? X= F/K, de donde X = 0,3· 9,8/18,2 = 0,16 m Se alarga 16 cm. LEY DE HOOKE PÁGINA 4