Péndulo de torsión
Para medir la constante de torsión de un muelle helicoidal existen dos procedimientos uno estático y otro dinámico
Procedimiento estático
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Ya hemos estudiado el comportamiento de los muelles elásticos.
La fuerza F que aplicamos es proporcional a la
deformación del muelle, x.
F=kx k se denomina constante elástica del muelle y se mide en N/m |
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Para los muelles helicoidales existe una ley similar, la diferencia es que
se aplica un momento en vez de una fuerza, y la deformación es un desplazamiento angular.
F·r=Kθ K se denomina constante de torsión y se mide en N·m |
En el experimento real, se gira la varilla soporte un cierto ángulo θ, se mide con un dinamómetro la fuerza F que hay que aplicar a una distancia r del eje para que la varilla soporte se mantenga en equilibrio para dicho desplazamiento angular. Se ha de tener cuidado de que el eje del dinamómetro forme 90º con la varilla. Se desvía la varilla un ángulo mayor, se mide la fuerza F, situando el dinamómetro a la misma distancia r del eje, y así sucesivamente.
Actividades
Se mide la fuerza F con un dinamómetro situado a 20 cm del eje y formando 90º con la varilla para cada una de las posiciones angulares de la varilla 45º, 90º, 135º, 180º, 225º, 270º, 315º, 360º.
Se pulsa el botón titulado Siguiente y la varilla incrementa su posición angular en 45º. En el área de texto del applet, aparece la medida de la fuerza, la que se indica en la escala del dinamómetro.
Cuando se han completado todas las medidas, se pulsa el botón titulado Gráfica.
El programa interactivo multiplica los valores de la fuerza que marca el dinamómetro por el brazo que es 20 cm, y obtiene el momento aplicado, M=F·r
Se representa mediante puntos los datos "experimentales" del momento M en función del ángulo θ , y la recta M=K·θ de pendiente K.