Informe 1 Fisica 3

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTADA DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE INGENIERA ELECTRNICA
INFORME DE LABORATORIO DE FISICA III
PROFESOR: RAMREZ ACUA JHONY

CURSO: LABORATORIO DE FISICA III
TEMA: DEFORMACION LONGITUDINAL
GRUPO HORARIO: JUEVES 90G
APELLIDOS Y NOMBRES: MORAN ROMERO ENRIQUE ARTURO
CODIGO: 1313220311
2015
FIEE - UNAC
DEFORMACION POR ELASTICIDAD

1. OBJETIVOS
Aprender a efectuar y analizar la prueba de tensin de materiales metlicos,

determinando aspectos importantes como la resistencia y el alargamiento
de estos.
Establecer el modulo Young en diferentes materiales.
2. MATERIALES
- Broca hexagonal
- Regla metlica
- Un calibrador Vernier
- Prensa de agarre
- Un juego de masas
- Una balanza
- Un alambre de estao
fig .1
FIEE - UNAC
3. MARCO TERICO
Esfuerzo normal.
El esfuerzo es una medida de la fuerza por unidad de rea (en la que se aplica)
que causa deformacin. Si la fuerza es aplicada no es normal ni paralela a la
superficie, siempre puede descomponerse en la suma vectorial de otras dos tal
que siempre una sea normal y la otra paralela a la superficie considerada.
Las unidades que ms se utilizan son; Pascal (P.a.)=N/m 2.
fig .2
Deformacin unitaria longitudinal.

Si a una barra de longitud l le aplicamos una fuerza de traccin F y la barra sufre
un alargamiento l, se define alargamiento o deformacin longitudinal como:
1=
l
l
La deformacin longitudinal es la variacin relativa de longitud.

La relacin entre la fuerza F y el alargamiento l viene dada por el coeficiente de
rigidez Ks :
F=K s l
El coeficiente de rigidez depende de la geometra del cuerpo, de su temperatura y
presin y, en algunos casos de la direccin en la que se deforma (anisotropa).
Ley de Hooke.
Cuando estiramos (o comprimimos) un muelle, la fuerza recuperadora es
directamente proporcional a la deformacin(al cambio de longitud x respecto de la
posicin de equilibrio) y de signo contraria a esta. F=-kx , siendo K una constante
3
FIEE - UNAC
de proporcionalidad, denominada constante elstica del muelle. El signo menos en
la ecuacin anterior se debe a que la fuerza recuperadora es opuesta a la
deformacin.
La energa potencial Ep correspondiente a la fuerza F vale:

1
E p ( x )= k x2 +c
2
Porque el trabajo realizado por esta fuerza conservativa cuando la partcula se
desplaza desde la posicin XA a la posicin XB es:
B
Fdx= kxdx= 12 k x 2A 12 k x 2B
La ley de Hooke es solo aplicable a deformaciones unitarias pequeas, hasta que

se alcanza el lmite de proporcionalidad.
fig .3
FIEE - UNAC
En las curvas el esfuerzo deformacin de un material hay un tramo de
comportamiento perfectamente elstico en la que la relacin esfuerzo-deformacin
es lineal(punto A).De ah hasta otro punto B(de limite elstico) el material sigue un
comportamiento elstico(sigue habiendo una relacin entre esfuerzo y
deformacin, aunque no es lineal, y si se retira el esfuerzo se recupera la longitud
inicial).Si se sigue aumentando la carga (por encima del punto b hasta el punto B),
el material se deforma rpidamente y se retira el esfuerzo no se recupera la
longitud inicial, quedando una deformacin permanente y el cuerpo tiene un
comportamiento plsticos. Si se sigue aumentando la car (por encima del punto
B), el material llega hasta un estado en el que se rompe (punto C).
Cuerpos frgiles: Los que se rompen al superar el lmite elstico.
Cuerpo dctil. Los que se siguen deformando al superar el lmite elstico,
siguiendo un comportamiento plstico.
Fatiga elstica: Alteracin de las caractersticas elsticas tras muchas
deformaciones.
Deformacin por traccin o compresin

Existen tres tipos de deformaciones: de traccin, de compresin y tangencial.
Cualquier deformacin de un objeto puede considerarse como una combinacin
de estas tres deformaciones.
La relacin entre esfuerzo y la deformacin para un material sometido a traccin
puede hallarse experimentalmente. Una barra sujetada firmemente por uno de sus
extremos se estira gradualmente y se toma a intervalos de la fuerza F necesaria.
La variacin relativa de la longitud es la deformacin y la fuerza por unidad de
rea es el esfuerzo.
Mdulo de Young
Las deformaciones elsticas de un slido se relacionan con los esfuerzos
asociados a travs de magnitudes denominadas mdulos elsticos. En la regin
lineal de la curva esfuerzo-deformacin para la traccin o compresin, su
pendiente es el cociente entre el esfuerzo y la deformacin y se denomina el
mdulo de Young E del material.
FIEE - UNAC
4. PROCEDIMIENTO
Colocamos el modulo hexagonal, la bronca, prensa como se presenta en la

imagen de laboratorio.
Colocamos un alambre de estao y con el calibrador vernier medimos
cuanto es el dimetro inicial.
Medimos los valores de las masas a trabajar con la balanza que van a ser 4
pesadas.
Colocamos una longitud como referencia en el estao, nuestro caso fue de
20 cm y colocamos una de las pesas seleccionada para comenzar a
trabajar en el laboratorio.
Luego med el estiramiento del estao y anotamos en la TABLA N1.
Se va anotando la deformacin del estao hasta provocar la ruptura.
5. TABLA DE DATOS
Tabla de datos recogidos en el experimento.
TABLA N 1
M (kg)
l inical
l final
(cm)
(cm)
l(cm) F( N )
A (m 2 )
N
)
2
m
0.370
20
20.3
0.3
3.7
4.52*10-6
818584.07
0.015
0.770
20
20.5
0.5
7.7
4.52*10-6
1703539.8
0.025
1.070
20
20.8
0.8
10.7
4.52*10-6
2367256.6
0.04
1.320
20
21.1
1.1
13.2
4.52*10-6
2920353.9
0.055
6. ANLISIS DE DATOS
6
E
N
)
2
m
5457227
1.3
6814159
2
5918141
5
5309734
3.6
FIEE - UNAC
Clculos para la Grafica N1

Por mnimos cuadrados.
y=ax+b
a=
n xy x y
2
n x 2( x)
2
n x ( x )
y x 2 x xy
b=
a=50719400.88
b=27094996.8
y=50719400.8827094996.8
7. GRAFICA
Grafica N1 vs

2920353.9
2367256.6
1703539.8
818584.07
grafica N 1
FIEE - UNAC
Es la proximidad de una lnea recta con las variacin del esfuerzo vs la

deformacin calculados con mnimos cuadrados, se visualiza que comienza con
una lnea recta y despus hay una lnea deformada, eso se da debido a que es un
material deformable, y llega a la ruptura del material por lo tanto tiene una lnea
recta y una lnea no lineal, zona elstica y zona inelstica.
Ecuacin lineal seria:
y=50719400.88 x27094996.8
Con una pendiente igual al mdulo Young.
8. CUESTIONARIO
1. Por qu debe realizarse la medicin del radio del alambre con el mayor
cuidado posible?
Se tiene que realizar con cuidado porque al variar las mediciones, puede
aumentar el porcentaje de error y los clculos ya no seran tan precisos.
2.Qu relacin existe entre el coeficiente de deformacin longitudinal y el
coeficiente de deformacin lateral?
Cuando una barra est sometida a una carga de traccin simple se produce
en ella un aumento de longitud en la direccin de la carga, as como una
disminucin de las dimensiones laterales perpendiculares a esta. La
relacin entre la deformacin en la direccin lateral y la de la direccin
longitudinal se define como relacin de Posicion.
3.De acuerdo a lo observado. podra decir que el material es anisotrpico,

frgil, dctil?
Un material anisotrpico, es aquel que todas sus propiedades varan de
acuerdo con sus ejes estructurales, los cuales desde un punto de vista
terico forman ngulos rectos entre s. La fragilidad intuitivamente se
relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con
facilidad. Aunque tcnicamente la fragilidad se define ms propiamente
como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformacin, a
diferencia de los materiales dctiles que se rompen tras sufrir acusadas
8
FIEE - UNAC
deformaciones plsticas. Entonces se puede deducir que el material usado
es dctil.
4. De acuerdo con lo observado Podra decir que el material es
anisotropico, frgil o dctil?
Los conceptos siguientes son:
a) Anisotropa .Es la propiedad de la materia segn la cual
determinadas propiedades fsica, tales como: Temperatura
conductividad, velocidad de propagacin de la luz, etc. Varan segn
su direccin en que son examinadas.
b) Frgil. Propiedad en que un cuerpo tiene el grado de ser quebradizo.
c) Dctil Propiedad de los materiales para convertirlos en hilo.
Contestando a la pregunta se puede decir que el alambre llega a ser un

material dctil y ansiotropica, tambin digamos que el alambre de
estao fue ligeramente frgil.
5. Qu relacin existe entre la deformacin con el tipo de

estructura del material? Y producido la deformacin en un slido
es posible retomar a su estado inicial u original Qu tratamiento
se realizara?
Un cuerpo solido al ser deformado sufre cambios en su elongacin y

su seccin transversal la facilidad con que se lleva a cabo esta
depender de la estructura del material. Si es posible retornar a su
estado natural, algunos tratamientos:
En algunos casos cesar las fuerzas (cuerpos elsticos).
FIEE - UNAC
Llevando a cabo la deformacin pero en sentido contrario al inicial
por ejemplo si se deformo el material por traccin lo adecuado sera
comprimirlo.
6. Qu relacin se tiene cuando se presentan fuerzas

multilaterales en el slido? Derivar la ecuacin generalizada de
Hooke.
Si el cuerpo se somete a iguales esfuerzos de traccin o

compresin por todos los lados, entonces el cuerpo sufrir
deformacin volumtrica. En este caso se define el mdulo de
compresibilidad ( ) y el coeficiente de compresibilidad ( x ) .
esfuerzo volumetrico
deformacionunitaria de volumen
X=
variacion de presion
deformacion unitaria de volumen
Entonces:
P
P
=
V
V
(
)
V0
x=
7. Calcular la relacin relativa de la densidad de una barra

l
cilindrica de longitud 0 y radio R cuando se somete a una
compresion.
10
FIEE - UNAC
l=l f l 0
l
l l f
= 1 f =1 l f =l 0 (1 )
l0 l0
l0
Al inicio:
( v 0 ) =m donde : v 0=l 0 R 2
entonces:
( l 0 R2 ) =m
Al final:
( v f )=mdonde : v f =l f r
entonces:
( l f r 2 )=m
igualando:
l 0 R2 =l f r 2
9. CONCLUSIONES
El objetivo de esta prctica era el de establecer el mdulo de Young del

material con el que experimentamos (en este caso un alambre de estao).
Sabamos que los slidos poseen una deformacin de carcter elstico
hasta cierto punto, a medida que se le aplica un fuerza y progresivamente
se aumente su deformacin es cada vez mayor.
Podemos llegar a la conclusin en el laboratorio que el mdulo de Young es
la constante de proporcionalidad entre la deformacin elstica y el esfuerzo,
y la representacin se puede visualizar en la grfica N1, hallado con la
pendiente de la recta.
10. BIBLIOGRAFIA
11
FIEE - UNAC
Fsica re-creativa; S. Gil y E. Rodrguez. Ed. Prentice Hall. Buenos Aires,

2001.
Fsica 2Ed.; J. D. Wilson. Ed. Prentice Hall. Mxico, 1996.
Fisica Tomo I- 4 Ed.; R. A. Serway. Ed. Mc Graw Hill. Mxico, 1999.
Fisica; Joseph W. Kane, Morton M. Sternheim, Jos Casas Vzquez,
David Jou i Mirabent, Reverte, 1989.
11. ENLACES
Obtenido de Fsica re-creativa (Cap. Introduccin a la elasticidad); S.

Gil y E. Rodriguez. Ed. Prentice Hall. Per, 2001.
Obtenido de Determinacin del Mdulo de Young; F. Arrufat, U. Novick,
P. Frigerio y G. Sardelli. www.fisicarecreativa.com.ar
12

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Aprender a efectuar y analizar la prueba de tensin de materiales metlicos,

Deformacin unitaria longitudinal.

La deformacin longitudinal es la variacin relativa de longitud.

La energa potencial Ep correspondiente a la fuerza F vale:

La ley de Hooke es solo aplicable a deformaciones unitarias pequeas, hasta que

Deformacin por traccin o compresin

Colocamos el modulo hexagonal, la bronca, prensa como se presenta en la

Clculos para la Grafica N1

Es la proximidad de una lnea recta con las variacin del esfuerzo vs la

Con una pendiente igual al mdulo Young.

3.De acuerdo a lo observado. podra decir que el material es anisotrpico,

Contestando a la pregunta se puede decir que el alambre llega a ser un

5. Qu relacin existe entre la deformacin con el tipo de

Un cuerpo solido al ser deformado sufre cambios en su elongacin y

En algunos casos cesar las fuerzas (cuerpos elsticos).

6. Qu relacin se tiene cuando se presentan fuerzas

Si el cuerpo se somete a iguales esfuerzos de traccin o

7. Calcular la relacin relativa de la densidad de una barra

El objetivo de esta prctica era el de establecer el mdulo de Young del

Fsica re-creativa; S. Gil y E. Rodrguez. Ed. Prentice Hall. Buenos Aires,

Obtenido de Fsica re-creativa (Cap. Introduccin a la elasticidad); S.

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