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ACTIVIDAD Nº 34 : Ensayo de Tracción

 

 

En la figura se muestra el dispositivo experimental. Se emplea un hilo de un metro de longitud dispuesto horizontalmente fijado por un extremo, mientras que el otro pasa por una polea. Del extremo libre se cuelgan pesas de 100 g, 250 g ó 500 g.

Al poner pesas sobre el extremo libre del hilo, el alambre se alarga y la polea gira un ángulo igual a DL/r. Siendo r el radio de la polea.

Como el alargamiento DL es pequeño, se puede medir mediante una aguja indicadora que marca sobre un sector circular cuyo radio es R=10·r veces el radio de la polea.

Como vemos en la figura las longitudes de los arcos son proporcionales a los radios, de modo que

El arco s es 10 veces mayor que el alargamiento DL.

Ejemplo:

Introducimos los siguientes datos:

  • Radio de la sección del hilo, 0.25 mm
  • Material, Aluminio
  • Se emplean pesas de 250 g cada una.

Se pulsa el botón titulado Nuevo.

Con el ratón colocamos 6 pesas de 250 g en el extremo libre del hilo.

La fuerza aplicada es F=mg=6·0.25·9.8 N

La lectura en la escala graduada semicircular es s=1.19 cm, que corresponde a una deformación de DL=1.19 mm.

El cociente entre el esfuerzo y la deformación es el módulo de Young

Y=6.29·1010 N/m2, muy cerca del valor dado en las tablas 6.30·1010 N/m2

Representación gráfica de los datos "experimentales"

A medida que se van colgando pesas en el extremo libre del hilo, en el control área de texto situado a la izquierda del applet se recogen los pares de datos  (fuerza que ejercen las pesas en kg, deformación en mm)

Una vez que se ha recolectado suficientes datos, se pulsa el botón titulado Gráfica. Se representa los datos "experimentales"

  • En el eje vertical la deformación DL, en mm
  • En el eje horizontal se representa el peso m en kg.

Se calcula y representa la recta que mejor ajusta a los datos "experimentales" por el procedimiento de regresión lineal. En la parte superior del applet se proporciona le valor de la pendiente. A partir de este dato, se puede calcular el módulo de Young.

Sea a=DL/m la pendiente de la recta en m/kg. El módulo de Young se calcula a partir del valor de la pendiente del siguiente modo

Supongamos que se ha realizado la "experiencia" con un hilo de:

  • El radio de la sección del hilo, r=0.25 mm
  • El material, Aluminio

Cuando se hayan recogido suficientes datos en el control área de texto, situado a la izquierda del applet se pulsa el botón titulado Gráfica. Se representan los datos "experimentales" y la recta que mejor ajusta. El programa calcula la pendiente de la recta a= 7.92238·10-4 m/kg. El módulo de Young es, entonces:

Una vez realizada la "experiencia" se pulsa el botón titulado Respuesta, para conocer el valor del módulo de Young del material seleccionado.

 

 

stokesApplet aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.

Arrastrar la pesa con el puntero del ratón y colgarla del extremo del hilo

 

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