Fisica ii modulo young... (recuperado)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERÍA
MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA ELECTICA
1LABORATORIO 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 = 𝑾
𝑺⁄
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 𝑿 𝟐
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
𝑋
𝑥100 =
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.
𝑥100
Para el aluminio:
𝐸𝑝 =
0.0235 − 0.0237
0.0237
𝑥100 = 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
𝑋
𝑥100 =
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝.
𝑥100

𝐸 =
(0.0235
𝑘𝑔
𝑚𝑚⁄ )(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. 𝒙 𝟐
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 2
2.06 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.

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

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