Reporte de la práctica 4

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Alumno 
Jesús Alan 
Valdez López 
Laboratorio de Mecánica General 
Práctica #4 
 
 
 
Profesor 
Ricardo Sánchez García 
 
Fecha 
Martes, 13/06/2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ID 
00000160539 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Equipo/materiales que se utilizarán en la práctica 
1. Una base de madera. 
2. Un poste metálico. 
3. Un perno liso para sujetar la regla de madera al poste metálico. 
4. Un conjunto de pesas. 
5. Un sujetador de pesas. 
6. Tres bolsas con piedras. 
7. Una regla de madera de 1 metro de longitud. 
8. Dos resortes. 
 
Plan para resolver el problema 
1. Configuración de la báscula: 
a) Montar la base de madera y fijar el poste metálico verticalmente. 
b) Colocar el perno liso en el poste metálico para sujetar la regla de 
madera de manera horizontal. 
c) Asegurarse de que la regla esté nivelada y correctamente alineada. 
2. Calibración de la báscula: 
a) Colocar un resorte en el extremo de la regla y ajustar su posición 
para que quede en equilibrio. 
b) Agregar pesas conocidas al sujetador de pesas en el otro extremo 
de la regla para equilibrar el resorte. 
c) Registrar la lectura de la regla en la posición de equilibrio. 
d) Repetir este proceso con el otro resorte para obtener dos valores 
de equilibrio. 
3. Cálculo de la constante de fuerza "K": 
a) Utilizando la ley de Hooke, que establece que la fuerza es 
proporcional a la deformación del resorte, calcular la constante de 
fuerza "K" para cada resorte. 
b) La constante de fuerza se obtiene dividiendo la fuerza aplicada 
(peso de las pesas) entre la deformación medida de cada resorte. 
4. Medición de la masa de las bolsas con piedras: 
a) Sujetar una de las bolsas con piedras al resorte y registrar la lectura 
en la regla. 
Descripción del problema a resolver 
Determinar la masa de unas bolsas con piedras, utilizando una báscula basada 
en la ley de Hooke, la cual describe el comportamiento de resortes al aplicarle 
fuerza. 
Robert Hooke, físico inglés que vivió de 1635 a 1703. encontró que existe una 
proporción directa entre la fuerza que se le aplica al resorte y su deformación, 
notó que mientras mayor es la fuerza aplicada (de tensión ó una de compresión) 
a un resorte, mayor es su deformación y más aún, encontró que al dividir la 
fuerza aplicada al resorte entre la deformación que éste experimenta se obtiene 
siempre el mismo valor, es decir, una constante k 
1. Calcular la constante de fuerza “K” de cada resorte. 
2. Calcular la masa de tres bolsas con piedras. 
b) Utilizando la constante de fuerza "K" del resorte correspondiente, 
calcular la fuerza ejercida por la bolsa con piedras. 
c) Convertir la fuerza en masa utilizando la fórmula F = m * g, donde F 
es la fuerza, m es la masa y g es la aceleración debida a la 
gravedad. 
5. Repetir el paso 4 para las otras dos bolsas con piedras y registrar las 
masas obtenidas. 
 
Una vez completados estos pasos, se habrá logrado determinar la constante de 
fuerza "K" de cada resorte y calcular la masa de las tres bolsas con piedras 
utilizando la báscula basada en la ley de Hooke. 
 
Mediciones, cálculos efectuados y resultados obtenidos. 
Tabla 1. Determinación de valor de k 
 
Resorte 
 
Carga 
conocida 
 
Fuerza en el 
resorte 
 
Deformación 
resorte (en m) 
 
Constante k 
(en N/m) 
 
Promedio de 
k 
¿Por qué 
las 
diferencias 
de k en el 
mismo 
resorte? 
 
A 
 
9.81 
2241585 
560151 
361388 
 
0.002 
0.02 
0.062 
 
1120792500 
28007550 
5837870.97 
 
 
382025306.99 
Todo 
depende de 
la 
resistencia 
del resorte 
y el peso de 
las bolsas 
de piedra 
 
B 
 
9.81 
166043 
186717 
1194835 
 
0.027 
0.06 
0.115 
 
6142848.15 
3111950 
10391260.87 
 
 
6531879.34 
 
Tabla 2. Determinación de las masas incógnitas (bolsas con piedras) 
 
Resorte 
 
Constante k 
 
Carga (bolsas 
de piedras) 
 
Deformación 
(en m) 
Carca 
calculada (en 
kg) 
¿Por qué las 
diferencias en 
los resultados 
de las cargas? 
 
A 
4.4 cm 
6.6 cm 
7.3 cm 
 
1 
2 
3 
 
0.044 m 
0.066 m 
0.073 m 
 
19.964 
2.946 
3.258 
 
Por la relación 
del peso de 
las cargas y la 
fuerza del 
resorte 
 
B 
8.7 cm 
10.7 cm 
12.8 cm 
 
1 
2 
3 
 
1.618 m 
2.028 m 
2.381 m 
 
1.791 
2.487 
2.819 
 
 
 
 
Consideraciones 
• Calibración del equipo: Es importante asegurarse de que la báscula y los 
resortes utilizados estén correctamente calibrados para obtener 
mediciones precisas y confiables. 
• Manipulación cuidadosa: Los resortes deben ser manipulados con 
cuidado para evitar deformaciones accidentales antes de las mediciones. 
Asimismo, las bolsas con piedras deben ser colocadas y retiradas de 
manera suave para evitar alteraciones en los resultados. 
• Medición precisa: Es crucial realizar mediciones precisas de la fuerza 
aplicada y la deformación del resorte. Se deben utilizar instrumentos de 
medición adecuados y seguir los procedimientos establecidos para 
minimizar errores. 
• Repetición de medidas: Para aumentar la confiabilidad de los resultados, 
se recomienda realizar múltiples mediciones en cada situación y calcular 
promedios. 
• Análisis de resultados: Al obtener los valores de las constantes k, es 
importante analizar y comparar los resultados obtenidos para identificar 
cualquier discrepancia o variación significativa. 
 
 
Conclusión 
La relación lineal entre la fuerza aplicada y la deformación del resorte, como se 
establece en la ley de Hooke, se confirma a través de los cálculos de las 
constantes k. Esto respalda la validez de la ley y su aplicación en situaciones 
prácticas. Al calcular las constantes k para diferentes situaciones, es posible 
observar variaciones en los valores obtenidos. Esto puede deberse a diferencias 
en la rigidez de los resortes utilizados o a errores experimentales. Estas 
variaciones deben ser analizadas y discutidas en el informe de la práctica. 
 
La práctica proporciona la oportunidad de mejorar las habilidades de medición, 
ya que se requiere precisión en la toma de datos de fuerza y deformación. Esto 
ayuda a desarrollar habilidades en el manejo de instrumentos de medición y 
aumenta la conciencia sobre la importancia de mediciones precisas en el trabajo 
científico. La determinación de las constantes k de los resortes tiene 
aplicaciones en diversos campos, como la ingeniería estructural, la fabricación 
de dispositivos mecánicos y la biomecánica. Comprender y dominar este 
concepto es fundamental para el diseño y análisis de sistemas basados en 
resortes. 
 
La práctica destaca la importancia de la calibración adecuada de los equipos 
utilizados. La precisión y confiabilidad de los resultados dependen en gran 
medida de la calidad y el estado de los instrumentos de medición utilizados. Es 
fundamental realizar la calibración regularmente para obtener resultados 
precisos y consistentes.