Banco de prueba como herramienta en la aplicación de la propiedad de elasticidad de un resorte. Laboratorio de Resistencia de Materiales

i
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”
PROGRAMAS NACIONALES DE FORMACIÓN Y MUNICIPALIZADOS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
BANCO DE PRUEBA COMO HERRAMIENTA EN LA APLICACIÓN
DE LA PROPIEDAD DE ELASTICIDAD DE UN RESORTE.
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
TUTORA:
ING. YARITZA MARTÍNEZ
AUTORES:
HERNÁNDEZ S., JOSÉ L. (C.I. 24.622.108)
VARGAS R., ROBERT J. (C.I. 25.370.217)
TOCÓPERO, SEPTIEMBRE DE 2022

ii
ÍNDICE GENERAL
Pág.
ÍNDICE DE TABLAS
ÍNDICE DE CUADROS
ÍNDICE DE GRÁFICOS
ÍNDICE DE FIGURAS
RESUMEN
ABSTRACT
DEDICATORIAS
AGRADECIMIENTOS
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………. .01
DIAGNOSTICO PARTICIPATIVO ………………………………………..……. 03
CAPÍTULO I. EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento del Problema………………………………….……….…... 05
1.2. Formulación del Problema………………………………………..……..… 09
1.3. Objetivos de la Investigación……………………….……………….…..… 09
1.4. Justificación de la Investigación…………………………………….…...... 10
1.5 Líneas de Investigación………………..………………………….…..…... .11
1.6. Alcance de la Investigación………...………………………….……......... 11
CAPITULO II. MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes ……………………………………………..………...…....... 12
2.2. Bases Teóricas………………………………………………….…............. 14
2.3. Bases Legales…………………………………………..….………….……. 25
2.4. Definición de Términos Básicos………………………………………..…. 26
2.5. Sistema de Operacionalización de Variable…………..………….……… 27
CAPÍTULO III. MARCO METODOLOGICO
3.1. Tipo de Investigación…………………..…………………………….....…... 28
3.2. Diseño de la Investigación……..……………………………….……....…... 28
3.3. Población y Muestra…………………..…………………………..….……… 29
3.4. Técnicas e Instrumentos para la Recolección de Datos…….…....…...... 30
3.5. Validez y Confiablidad del Instrumento ……………..…………….………. 30

iii
3.6. Técnicas para el análisis de la Información………...………….….….….. 32
3.7. Procedimiento de la Investigación ………………………………………… 33
Aspectos Administrativos ………….………………………………………….…... 34
Plan de Acción…………………………………...…………..……...…….….…. 35
Cronograma de Actividades……………………………..….……....………..... 36
CAPÍTULO IV. ANÀLISIS DE RESULTADOS
Análisis de los Resultados …………………………………………….…….…….. 37
4.1. Interpretación de los Resultados …………………………….…….……… 37
CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones …………………………………………………..……………... 52
5.2. Recomendaciones ……………………………………………………….…... 53
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS

iv
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
1. Operacionalización de la variable………….…………………………….… 27
2. Método de Kuder Richardson………………………………………………. 32
3. Plan de Acción ………………………………………………………………. 35
4. Cronograma de Actividades………………………………….……….…… 36

v
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
1. Propiedades de los Materiales …………………………………….….… 16
2. Banco de prueba Deformación …………………………………….….... 18
3. Banco de Sujeción …………………………………………………….…. 19
4. Equipo para estudiar la Ley de Hooke …………………………………. 22
5. Ley de Hooke, aplicado al Resorte …………………………………..… 23
6. Árbol del Problema ……………………………………..……………...… 62

vi
INDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Recursos Humanos y Materiales ………………………………….….. 46
Tabla 2. Matriz de Jerarquización ……………………………..………………... 61

vii
INDICE DE GRÁFICOS
Pág.
Gráfico 1. Diagrama Ley de Hooke …………….…………………………….…… 21
Gráfico 2. ¿Conoce a usted el significado de un banco de prueba?……..….... 38
Gráfico 3. ¿Sabe usted el comportamiento de un material al aplicar una
fuerza?……………………………………………………………………………….. 39
Gráfico 4. ¿Cree usted que, con el banco de prueba, se logre una mayor
eficiencia en las prácticas del laboratorio?
……………………………..……………………………………………………..….... 40
Gráfico 5. ¿Según su opinión, el banco de prueba permitirá comprobar la
propiedad de elasticidad de un
material?………………………………………………………...……………………. 40
Gráfico 6 ¿Conoce usted algún indicador de medición para la longitud de un
resorte?……………………………..…………………………………..…………..... 41
Gráfico 7. ¿Sabe determinar la longitud de un resorte?.................................... 42
Gráfico 8. ¿Cree usted la necesidad de construir un banco de prueba como
herramienta de la propiedad de elasticidad de un resorte, en el laboratorio de la
UNEFM-Tocopero? …………………………………………………………………. 43
Gráfico 9. Diseño del Banco de Prueba a mano
alzada…………………………………… …………………..……………...... 44
Gráfico 10. Diseño del Banco de Prueba digitlizado……………………………
………….…………………………………………….………..……………...... 44

viii
BANCO DE PRUEBA COMO HERRAMIENTA EN LA APLICACIÓN
DE LA PROPIEDAD DE ELASTICIDAD DE UN RESORTE.
LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES
Autores:
José L. Hernández S.
Robert J. Vargas R.
Tutora:
Ing. Yaritza Martínez
Año: 2022
RESUMEN
El diseño mecánico, es un proceso iterativo de decisiones y acciones que buscan crear
o mejorar de un sistema mecánico o dispositivo; para dar solución a una necesidad o
requerimiento humano, considerando la seguridad personal y el cuidado ambiental
(Collins.2009. p.2). Para ello, existen estudios a los materiales, por sus características y
rigurosas propiedades que presentan cada uno. Estas pruebas o experimentos a sus
propiedades específicamente mecánicas, como la elasticidad de un material, se
realizan en laboratorios de manera práctica. Un banco de pruebas, es una plataforma o
equipo, para experimentación de proyectos. En este sentido, la investigación realizada
tuvo como finalidad, Diseñar y Construir un Banco de Prueba, como herramienta en la
aplicación de la Propiedad de Elongación de un Resorte. Laboratorio de Resistencia de
Materiales, UNEFM- Municipio Tocópero, estado Falcón. La metodología utilizada fue
de campo y documental; de tipo proyectiva. La población requerida para el estudio,
constó de 10 estudiantes aproximadamente, con una muestra de 07 sujetos,
pertenecientes al área de Ingeniería Mecánica e Industrial del Núcleo - Tocópero de la
UNEFM. La técnica de recolección de datos fueron la observación directa y la
entrevista, con su cuestionario como instrumento de recolección. El resultado arrojado
fue el diseño y creación del banco de prueba, para comprobar la Ley de Hooke de un
material, en este caso del resorte.
Palabras Claves: Banco de pruebas, Elongación, Resorte.

ix
TEST BENCH AS A TOOL IN THE APPLICATION
OF THE PROPERTY OF ELASTICITY OF A SPRING.
RESISTANCE OF MATERIALS LABORATORY
Authors:
José L. Hernández S.
Robert J. Vargas R.
Tutor:
Ing. Yaritza Martínez
Date: 2022
ABSTRACT
Mechanical design is an iterative process of decisions and actions that seek to create or
improve a mechanical system or device; to provide a solution to a human need or
requirement, considering personal safety and environmental care (Collins.2009. p.2).
For this, there are studies of the materials, due to their characteristics and rigorous
properties that each one presents. These tests or experiments on its specifically
mechanical properties, such as the elasticity of a material, are carried out in laboratories
in a practical way. A test bench is a platform or equipment for project experimentation. In
this sense, the research carried out had the purpose of Designing and Building a Test
Bench, as a tool in the application of the Elongation Property of a Spring. Materials
Strength Laboratory, UNEFM- Tocópero Municipality, Falcón state. The methodology
used was field and documentary; projective type. The population required for the study
consisted of approximately 10 students, with a sample of 07 subjects, belonging to the
area of Mechanical and Industrial Engineering of the Nucleus - Tocópero of the UNEFM.
The data collection technique was direct observation and interview, with its
questionnaire as a collection instrument. The resulting result was the design and
creation of the test bench to verify Hooke's Law of a material, in this case the spring.
Keywords: Test bench, Elongation, Spring.

x
DEDICATORIA
Para triunfar en la vida no es necesario llegar primero, para triunfar simplemente hay que llegar y
saber llegar. Al culminar uno de mis objetivos dedico el presente trabajo de grado a:
DIOS, por darme la vida y la fuerza para lograr todas las cosas que me propongo, además de
ayudarme a vencer los obstáculos uno a uno.
Mi Madre querida, Carmen Marlene Rojas Garcias, por ser el pilar principal durante toda mi vida
y carrera de estudios además de mi formación. Con sus consejos y amor incondicional, con sus
palabras de aliento. Hoy retribuyo parte de su esfuerzo con este logro que no es mío sino de ella,
por lo cual viviré eternamente agradecido. Gracias Mama te amo.
Mi Hermana bella Rosmarlys Vargas, sencillamente por estar ahí y nunca abandonarme por nada.
Robert Vargas.

xi
DEDICATORIA
Lleno de amor y esperanza dedico este proyecto, a cada uno de mis seres queridos quienes han
sido mis pilares para seguir adelante, dedico el presente trabajo de grado a:
Agradezco a DIOS por haberme otorgado una familia maravillosa quienes han creído en mí
siempre, dándome ejemplo de superación, humildad, y sacrificio; enseñándome a valorar todo lo
que tengo.
Mis Padres Luisa Sanchez y Jose Hernandez porque ellos son la motivación de mi vida, mi
orgullo, gracias por enseñarme a ser fuerte y a enfrentar cualquier problema.
Jose Hernandez.

xii
AGRADECIMIENTOS
Agradecido siempre con DIOS, por darme fuerzas para seguir adelante y lograr todo lo que se me
presenta.
A mi madre por ser guía en todo momento y impulsarme a que todo en la vida se puede lograr.
A mi hermana por ayudarme en todo momento y ser mi compañera fiel.
A mi pareja Ninoska Matheus por su apoyo incondicional y no dejarme decaer en ningún
momento.
A mis abuelos, tios ,tias, y primos por siempre creer en mi y apoyarme.
A mi querida profesora Yaritza Martinez, que además de ser mi tutora en este trabajo, nos brindo
muchos de sus conocimientos.
Robert Vargas

xiii
AGRADECIMIENTOS
Primeramente le doi las gracias a Dios por darme la sabiduría y entendimiento para poder realizar
este proyecto.
Gracias a mi mama y a mi papa por siempre darme sus apoyos y consejos para seguir y no
rendirme en esta etapa de mi vida.
Gracias a mis hermanas por los consejos y responder cada pregunta que les hacia siempre y por
brindarme su experiencia.
Gracias a mi pareja Alexandra Mota por estar presente en cada momento, y por apoyarme
siempre.
Gracias a la profesora Yaritza Martinez por sus consejos y por brindarnos sus conocimientos.
Jose Hernandez

1
INTRODUCCIÓN
La resistencia de materiales, según Griman, J (2018), es una ciencia o
disciplina básica de la ingeniería, que estudia el comportamiento mecánico de
los elementos estructurales simples (materiales), considerados como sólidos
deformables y de la materia del cual están hechos; estableciendo relaciones
entre las fuerzas internas y/o externas que actúan sobre la estructura o
máquina y la respuesta o efecto interno que se presenta dentro de estos
elementos estructurales; siendo analizadas y verificadas en resultados
experimentales. (p.2).
Estos materiales, son toda entidad observable con energía, que puede ser
medida y se puede ubicar de modo espacio- temporal, es decir formas de
materia másica; los cuales poseen distintas características según su
composición, en función de las propiedades que les son inherentes y al tipo de
esfuerzo o deformación al cual es sometido; tales como: propiedades acústicas,
eléctricas, térmicas, ópticas y mecánicas; en esta última, tienen un determinado
comportamiento cuando se los expone a fuerzas externas que puede acarrear o
no alguna deformación en el material, Entre ellas; la elasticidad, que es la
capacidad de recuperar su forma inicial cuando deja de tener efecto la fuerza
que lo afecta, la plasticidad, la maleabilidad, la dureza, la tenacidad, la
ductilidad, entre otros.
En otras palabras, el conocimiento de todas estas características y su
aplicación en la manufactura de materiales, es de notable relevancia, en la
medida en que posibilita la resolución de problemas presentes en la
cotidianeidad. Es por ello, que se han desarrollado carreras o programas
profesionales a nivel nacional, que se han abocado a esta temática de modo
exclusivo, a fin de cubrir las necesidades del mercado laboral.
A efectos de este, atendiendo a lo citado; en algunas instituciones
académicas de la región, como la Universidad Nacional Experimental Francisco

2
de Miranda, Municipalización Tocopero; se imparte esta unidad curricular en los
programas de ingeniería, de manera teórica y práctica (laboratorio); con la
finalidad que el estudiante pueda obtener conocimientos referentes a los
materiales y sus propiedades tanto internas como externas al ejercer alguna
fuerza de deformación, así como también emplear las leyes que rigen un
comportamiento de un material.
Po tal sentido, esta investigación; tuvo como finalidad: diseñar un prototipo
de banco de prueba, como herramienta para aplicar la propiedad de elasticidad
de un resorte; en el laboratorio de Resistencia de los Materiales; Universidad
Nacional Experimental Francisco de Miranda, Municipalización Tocopero del
estado Falcón; permitiendo a los estudiantes y docentes realizar pruebas para
determinar la constante elástica y describir el diagrama deformación – longitud
del resorte, al aplicar una carga. A su vez, dotar al laboratorio de resistencia de
materiales de un banco de prueba para la visualización de dicha práctica,
facilitando el aprendizaje teórico/práctico, desarrollando habilidades y destrezas
en el área del diseño mecánico a estudiantes; beneficioso en el ámbito
académico universitario.
Tomando en cuenta lo descrito, el presente trabajo de investigación está
estructurado de la siguiente manera: Capítulo I, refiere al problema y su
planteamiento, su formulación, los objetivos de la investigación, la justificación y
delimitación del proyecto. Capitulo II, trata sobre el marco teórico, que da
sustento a la investigación a través de diferentes autores, estudios previos,
bases teóricas, bases legales y el sistema de Operacionalización de variable.
Capitulo III, detalla el marco metodológico de la investigación, es decir el tipo y
diseño de la misma, la población y muestra, las técnicas e instrumento de
recolección de datos y la validez y confiabilidad del instrumento; el Capítulo IV,
donde se plantea la parte administrativa, como cronograma de actividades y
recursos utilizados, Capitulo V,con las conclusiones y recomendaciones
arrojadas del estudio; pro ultimo el diseño de la propuesta como tal.

3
DIAGNÓSTICO PARTICIPATIVO
El diagnóstico es un procedimiento ordenado, sistemático, para conocer, y
establecer de manera clara una circunstancia, a partir de observaciones y datos
concretos. Conlleva siempre una evaluación, con valoración de acciones en
relación con objetivos. Para ello, Raffino (2019), describe el diagnóstico como
“un método de conocimiento y análisis del desempeño de una empresa o
institución, interna y externamente, de modo que pueda facilitar la toma de
decisiones”. (P.14). Es decir, la realización de un diagnóstico adecuado exige
por parte de quien lo va a realizar determinadas habilidades o competencias,
entre las que podemos citar conocimientos teóricos en la materia, razonamiento
lógico, concentración, experiencia y una gran capacidad para observar con
objetividad, y para relacionar diferentes datos.
Con base a lo anteriormente descrito, se puede decir que todo diagnóstico
participativo es un procedimiento sistemático que permite identificar un
problema, tal como se presenta en el laboratorio de resistencia de los
materiales en ingeniería mecánica de la Universidad Nacional Experimental
“Francisco de Miranda” ubicada en el municipio Tocópero del estado Falcón,
donde se realizó un recorrido, contenidas en varias visitas a la institución
universitaria: La primera visita, el día quince (15) de Julio 2021, donde se
realizó un breve diagnóstico. Luego el día veintiocho (28) del mismo mes;
donde se efectuó una entrevista abierta a los profesores de ingeniería mecánica
de la UNEFM - Municipalización Tocópero para conocer y corroborar las
necesidades existentes, Posteriormente, se utilizó como instrumento la matriz
de jerarquización y árbol del problema para obtener información referente a las
necesidades apremiantes que actualmente presenta el laboratorio. En primer
lugar, fue elaborada la matriz de jerarquización (ver cuadro Nº 1), lo que
permitiría determinar la problemática de mayor prioridad a través de una escala
de puntaje que va desde cero 0 hasta 2, de acuerdo a los siguientes criterios:
Gravedad, Tendencia, Posibilidad de modificar, Tiempo de solución el interés
en solucionar. Del cual, entre las necesidades pujantes que acarrean al

4
laboratorio de resistencia de materiales, se encuentran: problemas con la
energía eléctrica (algunos cableados básicos), falta de materiales para realizar
prácticas, equipo (banco de prueba) para realizar las mismas. Entre otros; para
la cual arrojo la mayor puntuación la “Falta de un banco de prueba para las
prácticas de resistencia de los materiales”. Aunado a ello, se realizó el árbol del
problema (ver gráfico nº 1) señalando precisamente las causas que
ocasionarían el problema seleccionado y sus posibles consecuencias.

5
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
El presente capítulo, refiere la problemática a investigar, donde se
identifica la necesidad presentada, se describen los objetivos alcanzar, la
justificación o razón del para qué, se realiza la investigación y también la
delimitación de la misma.
1.1. Planteamiento del Problema
Desde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para
adaptarlo a sus necesidades. Para ello, ha hecho uso de todo tipo de materiales
que, con el paso del tiempo y el desarrollo de la tecnología, se han ido
trasformando en distintos productos, mediante procesos de manufactura de
creciente sofisticación necesarios para él hombre. Esto ha generado que el
diseño de las máquinas y/o equipos, requieran producir, transmitir, regular o
modificar movimientos, exigiendo al individuo, seleccionar el mecanismo
adecuado, no solo por los elementos que lo componen, sino también por los
materiales y medidas de cada uno. (Azuaga. M; Martínez P.1997:4). En otras
palabras, tomando las palabras el estudio, observación y descripción de
fenómenos naturales, en base a parámetros de origen y elementos
característicos; necesarios en la adquisición de variables o parámetros
tecnológicos, las cuales son estudiadas y comprobadas en práctica de material,
para conllevarlos a fabricación de un producto final industrial.
En ese sentido, hoy en día; una de las formas que se usan para poder
determinar las características mecánicas de un material, es someterlo a
diferentes pruebas de esfuerzos.

6
La disciplina encargada de esta, es la resistencia de materiales, siendo en
ingeniería, según Cervera, M y Blanco, E. (2015), la encargada de:
Proporcionar métodos de análisis, medición y diseño de
estructuras o componentes, capaces de soportar las cargas y
acciones a las que éstos están o pueden estar sometidos durante
su vida útil, conllevándolo a la determinación de tensiones y
deformaciones. Permitiendo, observar el comportamiento de los
materiales y parámetros, fundamentales para para garantizar que
el elemento estructural y que la estructura diseñada, cumplan con
estándares de seguridad y estabilidad adecuadas. (p.85).
Esto indica que, internamente, los materiales son directamente
proporcionales a su capacidad de resistencia y utilidad industrial.
Ahora bien; Sanger, A (2008); expresa que la parte de la mecánica que
estudia el equilibrio de los cuerpos, bajo la acción de fuerzas, se denomina
Estática, refiriéndola como: parte de la mecánica que estudia las condiciones
que deben cumplirse para que un cuerpo, sobre el que actúan tensiones,
permanezca en equilibrio. (p.1). Es así, que como ciencia del equilibrio de
cuerpos sólidos, tiene gran importancia en la construcción de obras de
ingeniería; ya que ayuda asegurar la estabilidad de las obras; siendo especial
en la elección del material y las dimensiones de sus elementos, de manera que
las deformaciones bajo las cargas que actúan sobre éstas, sean muy pequeñas
y estables.
Dentro de esta perspectiva, las deformaciones que experimentan un
cuerpo o material, van directamente proporcional al esfuerzo producido. Dicha
relación, entre ambas magnitudes se la conoce como Ley de Hooke; la cual
(Ibídem: 2008), la expresa como: el alargamiento producido en un cuerpo
elástico, es proporcional a la fuerza aplicada. (Fuerza / Deformación =
Constante = K). (p.2). Sobre este aspecto en particular, la elasticidad de un
material, es un principio físico-mecánico fundamental para el entendimiento
aplicado al área de ingeniería; ya que el desarrollo de la ciencia y tecnología,

7
implican la generación y aplicación del conocimiento en muchas áreas y
consecuentemente los estudiantes de pregrado, deberían estar al tanto de los
mismos.
En Venezuela, debido a la situación país, se ha generado una serie de
eventualidades a nivel de investigaciones universitarias, como la
desactualización frecuente de los programas académicos y planes de estudios;
además, realizar investigaciones o estudios vía on líne, por la situación de
enfermedad viral que acarrea al mundo entero, como lo es el Covid -19,
acarreando esto una mala funcionalidad académica. Por ello, es necesario
desarrollar alguna técnica o método de enseñanza y avance a nivel académico,
que ponga en práctica los conocimientos adquiridos en programas
profesionales.
A efectos de este, las universidades a nivel nacional; se ven en la
obligación de afianzar cada día más, los conocimientos adquiridos en los
salones de clases con demostraciones didácticas de procesos reales en
laboratorios, los cuales deben estar dotados de equipos, maquinarias e
implementos de medición, los cuales funcionen en óptimas condiciones y que
satisfagan todos los requerimientos necesarios para el aprendizaje integral del
estudiante, en este caso de las Ingenierías, en cada una de las diferentes
líneas de estudio.
De esta realidad, no escapa tan prestigiosa institución académica
universitaria, como la Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda,
núcleo Tocópero, municipio Tocópero del estado falcón; donde el alto costo de
los equipos, situación país (económica) y desinterés por parte de las entidades
gubernamentales; han llevado a la misma que las unidades curriculares de
ingenierías específicamente mecánica e industrial; que allí se imparten,
específicamente las que contienen laboratorio, como el caso de resistencia de
los materiales; no se administre en práctica dicha materia; ya que no hay
equipos suficientes, existe una escases de materiales y a su vez, difícil realizar

8
el traslado hasta una de la sedes general de la UNEFM en Punto Fijo, que
están mayormente dotados los laboratorios, porque no se cuenta con transporte
institucional. Siendo afectados, porque no se tiene los recursos y por ende no
existe una sólida preparación dentro de la vinculación teórica-práctica de la
unidad curricular resistencia de los materiales y su laboratorio. Lo que pudiera
generar una serie de elementos como. Deficiencia en el aprendizaje y
conocimiento en el estudiante de ingeniería (mecánica-industrial) del núcleo,
pocos profesionales competitivos en el área, bajo rendimiento académico y por
consecuente desconocimiento de contenido temático de la unidad curricular
resistencia de los materiales (propiedades técnicas de algunos materiales y su
comportamiento).
Por esta razón, se considera pertinente desarrollar el presente estudio con
el propósito de construir un banco de prueba, como herramienta práctica en la
aplicación de la propiedad de elasticidad de un resorte, en el laboratorio de
resistencia de los materiales de la UNEFM-Tocópero. El cual, permitirá facilitar
la práctica de laboratorio e inducir a la enseñanza didáctica de una forma
adecuada y con mayor rendimiento, ya que una de sus funciones, tratará de
estudiar el comportamiento de un material (el resorte) en sus diferentes
presentaciones, al aplicarle una carga exterior (peso) de manera estática,
aplicando la ley de Hooke en un resorte. De tal modo, que este dispositivo de
sujeción, como es el banco de prueba; tenga como propósito generar una clara
visión de conjunto de los fundamentos de esta disciplina y un buen manejo de
sus herramientas de cara a su aplicación práctica.

9
1.2. Formulación del Problema
De acuerdo al planteamiento descrito anteriormente, surge el interés en
los investigadores de realizar el presente estudio, lo cual conlleva a formular las
siguientes interrogantes:
- ¿Cuál es la situación existente en el laboratorio de resistencia de los
Materiales? UNEFM- Tocópero?
- ¿Cuáles serían los elementos necesarios para la construcción del de
banco de prueba, para el laboratorio UNEFM-Tocópero?
- ¿Cómo sería el diseño del banco de prueba, como herramienta, para
aplicar la propiedad de elasticidad de un resorte, en el laboratorio de la UNEFM-
Tocopero?
1.3. Objetivos de la Investigación
1.3.1. Objetivo General
Construir un Banco de Prueba, como herramienta en la aplicación de la
Propiedad de Elasticidad de un Resorte. Laboratorio de Resistencia de
Materiales, UNEFM- Municipio Tocópero, Estado Falcón.
1.3.2. Objetivos Específicos
• Diagnosticar la situación existente del laboratorio de Resistencia de los
Materiales. UNEFM -Tocópero.
• Diseñar el Banco de Prueba, para aplicar la Propiedad de Elasticidad de
un resorte. Laboratorio de Resistencia de Materiales, UNEFM- Tocópero.
•Construir el Diseño del Banco de Prueba, como herramienta en la
aplicación de la propiedad de Elasticidad de un resorte. Laboratorio de
Resistencia de Materiales, UNEFM- Tocópero.
•Elaborar una Guía de uso y Manejo del Banco de Prueba.

10
1.4. Justificación
El desarrollo académico de las universidades está basado en la
comprensión y comprobación de postulados teóricos que servirán para la
solución de problemas que tendrán en la vida laboral los profesionales del
mañana; donde el conocimiento generado puede ser empírico o científico.
Procurando este último, descubrir las características de los fenómenos, las
relaciones internas entre sus elementos y sus conexiones con otros fenómenos,
mediante la comprobación a través de la demostración y la verificación, con el
fin de llevar a cabo una investigación científica (Méndez, Namihira, Moreno, y
Sosa, 2001:5). Conllevándolo a la búsqueda de soluciones reales que afectan al
colectivo y a la sociedad.
El proceso de formación de un universitario, específicamente de un
Ingeniero, es muy importante el noción de unidades curriculares académicas;
cómo el caso de resistencia de los materiales que contiene área practica
denominada; laboratorio de resistencia de los materiales; ya que ella, el
reconocimiento de características en cuanto a sus propiedades físicas y
mecánicas, de fenómenos o cuerpo, coadyuva al estudiante, a realizar
investigaciones de carácter innovadoras y crear soluciones únicas a
necesidades acarreantes en una empresa, organismo, institución o localidad.
Por ello; es fundamental enfatizar y generar conciencia, sobre la importancia de
los contenidos para los aprendizajes, donde las actividades requieren la
manipulación de una gran variedad de herramientas y equipos, obteniendo
mayor versatilidad y practicidad en las experimentaciones. Uno de estos
dispositivos de ensayos, practicas o experimentaciones, que ayudan en el
desarrollo de la misma (Sarraipa, J; Artífcie, A; Jiménez, H. 2019:4); son los
modelos de prototipos a escala, el cual, permite medir si una idea puede tomar
la forma de un producto, proceso, servicio o modelo de negocio, potencialmente
transferible al mercado; generando conocimientos que se originan dentro de la
investigación. Esto quiere decir, en un panorama amplio, permite tener una

11
clara visión con respecto a mecanismos más complejos y maquinarias en la
industria. Postulándose como herramienta útil y a la vez rentable.
En este sentido, la presente investigación desarrollada, tuvo como
finalidad el: Construir un Banco de Prueba, como herramienta en la aplicación
de la Propiedad de Elasticidad de un Resorte, para el Laboratorio de
Resistencia de Materiales, UNEFM-Municipio Tocopero, Estado Falcón. Con el
propósito de desarrollar el conocimiento adquirido en la formación académica
de los estudiantes universitarios del área de tecnología de la UNEFM, así como
concernir el mismo de manera teórica-practica.
Atendiendo a estas consideraciones, el estudio tiene relevancia de manera
Teórica; por la dimensión de conocer y manejar temas referentes a prototipos y
propiedades mecánicas de un material, en la ingeniería mecánica e industrial.
En el ámbito Metodológico; instruyéndolos a ser metódicos, investigativos,
responsables, preparados para trabajar de forma autónoma y en equipo. Y
finalmente, de manera Social; al fomentar la educación continua, contribuir al
mejoramiento de la calidad en la práctica profesional, y a la construcción
colectiva del conocimiento; despertando el interés e impulsándolos a nuevos
proyectos sustentables y ser parte de los avances de la ingeniería mecánica
moderna.
1.5. Línea de Investigación: El estudio se enmarcará dentro de las
líneas de investigación de la UNEFM (2017); en el Área Estratégica: Desarrollo
Industrial, Tecnológico Y Productivo. Área de Investigación: Mecánica. Línea de
Investigación: Diseño mecánico; el cual trata del diseño mecánico, construcción
de máquinas y estudios experimentales, de propiedades mecánicas y
materiales; Análisis de esfuerzos y modelados con software de diseño asistido
para la determinación de y propiedades físicas en los diferentes materiales
(Metales, Poliméricos etc.); y estudios de las propiedades mecánicas en
sistemas diseñados con diferentes materiales (p.63). De la misma manera,
inmersa en la Sub-línea de Investigación: Diseño y manufactura de elementos y

12
sistemas mecánicos. Ya que tratara sobre el diseño y creación de un prototipo
de banco de prueba, como herramienta, en la aplicación de la propiedad
elástica de un resorte, en el laboratorio de Resistencia de los Materiales,
UNEFM-Tocopero.
1.6. Alcance Y Limitaciones
La presente investigación, realizada fue con el objetivo de construcción de
un banco de prueba, para la aplicación de la propiedad de elongación de un
resorte, para el laboratorio de resistencia de materiales. Universidad Nacional
Experimental “Francisco de Miranda”, Municipio Tocópero. El tiempo de
desarrollo, estará estimado durante el periodo comprendido entre Julio –
Diciembre de 2022.
Cabe destacar que, a efectos de este, se ha presentado una limitante
cómo son los de antecedentes referentes al tema; ya que existen pocos
estudios recientes (+5 años) relacionados al mismo. Y, por ende, se ha hecho
primordial utilizar los desarrollados en menor periodo; convirtiendo este trabajo
en un recurso metodológico y didáctico para generar en los estudiantes
procesos de argumentación, predicción y representación, sobre fenómenos de
su naturaleza y contexto.

13
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Este apartado, contendrá los estudios previos de la investigación, la
contextualización de la revisión de la literatura referida al tema (bases teóricas),
las bases legales, la definición de términos básicos y el sistema de
Operacionalización de variables.
2.1. Antecedentes de la Investigación
• A nivel Internacional, Otero N; Herrera E y Durango D (2016); realizaron
un estudio sobre el DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y VALIDACIÓN DEL
PROTOTIPO DE UNA MÁQUINA PARA ENSAYOS DE RESISTENCIA DE
MATERIALES. En la Universidad de Córdoba, Montería – Colombia. realizaron
un diseño del prototipo teniendo en cuenta la información encontrada en
artículos académicos, para la realización de ensayos de tensión, compresión y
flexión a tres puntos. En cuanto a la selección y diseño de elementos que
conforman la estructura de la máquina, teniendo en cuenta la capacidad de
esta, como barras, vigas, placas, y mordazas para el ensayo. El prototipo
construido, conto con una estructura doble espacio y accionamiento hidráulico,
con capacidad de 100 kN. Se encontró que el porcentaje de error relativo entre
los resultados del prototipo y la máquina universal fue menor al 2 % y mediante
la prueba estadística t-student, se verificó que no existen diferencias
estadísticamente significativas entre las dos máquinas. El tipo de investigación
utilizada fue de campo y documental.
El hallazgo señalado, es de gran utilidad y aprendizaje para esta
investigación; por su vinculación directa referida a la construcción de un banco
de pruebas y su diseño en un laboratorio universitario. Complementando un
análisis práctico del desarrollo de pruebas mecánicas de materiales en
laboratorio.

14
• Otro estudio a nivel internacional, fue de Garay R y Quispe J (2017), el
cual llevo por nombre: DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS BIFUNCIONAL
PARA REALIZAR ENSAYOS DE TRACCIÓN Y TORSIÓN EN EL
LABORATORIO DE MATERIALES DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y DE ENERGÍA. UNAC - PERÚ. Tesis para optar el título
profesional de Ingeniero Mecánico; y cuyo propósito fue mejorar la formación
académica de los estudiantes de la facultad de ingeniería mecánica y de
energía UNAC. El tipo investigación fue tecnológica y de nivel de investigación
aplicada, así como de un diseño de investigación no experimental; El estudio se
basó en las experiencias de ensayos de tracción y torsión, lográndose a través
de un actuador lineal – rotatorio. Así mismo se realizó el diseño y cálculo para
determinar la estructura y componentes mecánicos del banco de pruebas. Los
instrumentos de recolección de datos que se usó fueron: fichas bibliográficas y
hemerográficas. Los resultados arrojados van de acuerdo a los objetivos
planteados, donde se concluye el diseño de un banco de pruebas de 78000N
para el ensayo tracción y 1015Nm para el ensayo de torsión.
Este antecedente, sirve a la presente investigación, en recabar
información teórica, ya que considera la estructura de un modelo de banco de
prueba mecánica. Donde se observa directamente las características de
muchos materiales y sustancias vuelven a su forma y tamaño original después
de ser estirados o deformados.
• A nivel Nacional; una investigación considerada para este proyecto
como antecedente, ya que existen pocos estudios recientes relacionados al
tema y tipo de proyecto. Realizado por: López A; Hernández Y (2012), en la
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional
Bolivariana (UNEPFANB), núcleo San Tomé Estado-Anzoátegui; referente a la
LEY DE HOOKE EN UN RESORTE. El objetivo fue determinar la relación
matemática entre la fuerza (f), aplicada a un resorte y el aumento de su
deformación (x) resultante por la ley de Hooke. Donde como resultado se
obtuvo experimentalmente la constante de elasticidad de un resorte, y su masa

15
fue medida con la balanza; haciendo uso de la Ley de Hooke y de la ecuación
del Movimiento Armónico Simple de un resorte sometido a un esfuerzo.
Dicho estudio, presume de suma importancia, ya que destaca factores
relevantes como ley de Hooke, fundamentada en principio de la ciencia de
elasticidad, en la comprobación de resistencia de cuerpos al aplicarles fuerzas
necesarias para el desarrollo de la investigación.
2.2. Bases Teóricas
Un buen marco teórico no es aquel que contiene muchas páginas, sino
que trata con profundidad únicamente los aspectos relacionados con el
problema, y que vincula de manera lógica y coherente los conceptos y las
proposiciones existentes en estudios anteriores. Sampieri (2010:66). Al
respecto, se definen las bases teóricas que fundamentarán el estudio.
2.2.1. Resistencia de Materiales
Altuzarra, G. (2001), define la resistencia de los materiales, también
llamada mecánica de los materiales, como una ciencia o disciplina de la
ingeniería, que estudia la mecánica de sólidos deformables mediante modelos
simplificados; aportando los conocimientos necesarios para diseñar y
comprobar las estructuras. (P.13). El objetivo principal, es proporcionar al
ingeniero los medios para analizar y diseñar estructuras o componentes
capaces de soportar las cargas y acciones a las que estos están o pueden estar
sometidos durante su vida útil.
Ahora bien; Cervera R y Blanco F (2015), menciona que para determinar
las características del material debemos someter a los materiales a ensayos,
practicas o pruebas, que simulen las condiciones en que van a trabajar. Su
diseño requiere del comportamiento mecánico de los materiales, a manera de
establecer el momento de los materiales cuando están sometidos a cargas
exteriores. (P.14); el procedimiento más usual, es colocar en laboratorios,

16
pequeños especímenes del material de máquinas o equipos de prueba, con la
finalidad de aplicar las cargas y medir las deformaciones resultantes (cambios
de longitud y diámetros) de cargar los especímenes (materiales) de diversas
maneras; incluidas cargas estáticas y dinámicas.
En efecto, esta disciplina se enfoca principalmente en demostrar las
diversas deformaciones y propiedades que se obtienen de la aplicación de
alguna fuerza de acción en el material.
2.2.2. Materiales y sus Propiedades:
Torres Bua, M. (2019); describe los materiales como; materias primas
transformadas mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para
fabricar productos. (p.2). Estos dependiendo del contexto en que se estudie el
material o de otros materiales con lo que quiera comprarse, serán diferentes las
características o propiedades.; ya que cada material distingue por su propiedad.
Estas propiedades de los materiales, son el conjunto de características
que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante
estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, el ambiente, entre otros.
También se les puede llamar Propiedades Tecnológicas o Características de los
Materiales. (Ibidem.2019). Se pueden agrupar (Ver figura 1) en base a distintos
criterios: Propiedades sensoriales, Propiedades físico- químicas, Propiedades
mecánicas, Propiedades tecnológicas.

17
Figura nº1. Propiedades de los Materiales.
Fuente: Torres Búa, M. (2019).
Ahora bien, la propiedad mecánica de un material, la cual es quizás la más
significativa, ya que describen el comportamiento de los materiales cuando son
sometidos a las acciones de fuerzas exteriores. Estas se derivan de acuerdo a
sus criterios de comportamiento:
• Elasticidad: propiedad de los materiales de recuperar su forma original
cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba. Un material muy
elástico, después de hacer una fuerza sobre el y deformarlo, al soltar la fuerza
vuelve a su forma original.
• Plasticidad: propiedad de los cuerpos para adquirir deformaciones
permanentes. Es decir, capacidad de un material de deformarse por una fuerza
y conservar la nueva forma. Maleabilidad: facilidad de un material para
extenderse en láminas o planchas.
• Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o
hilos. Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Es la propiedad que tienen los
cuerpos de romperse fácilmente cuando son golpeados. El metal es tenaz y el
vidrio es frágil y duro.

18
• Dureza: Resistencia de un material a ser perforado o rayado.
• Tenacidad: Capacidad de un material de no deformarse ni romperse al
aplicarle una fuerza. Entre otros.
En este sentido, las propiedades en general, son factores que influyen
cualitativamente y cuantitativamente la respuesta de un determinado material
a la imposición de estímulos exteriores (fuerza) para el desarrollo de un
determinado producto.
2.2.3. Banco de Pruebas
Un banco de pruebas es una plataforma para experimentación de
proyectos de gran desarrollo. Brindan una forma de comprobación rigurosa,
transparente y repetible de teorías científicas, elementos computacionales, y
otras nuevas tecnologías. (Sarraipa, J y Otros. (2019). También se puede
describir cómo aquel que se emplea para la obtención de datos importantes
sobre la puesta a punto de prototipos, Su forma y tamaño van a depender de la
actividad profesional o académica que se va a desarrollar sobre ellos.
2.2.3.1. Características Generales de un Banco de Pruebas
Los bancos de pruebas deben considerar algunas recomendaciones
generales para su diseño y construcción. En algunos casos son necesarias las
siguientes herramientas para su composición, Los más relevantes son: a) Una
cimentación o base, que absorba las vibraciones que se producen debido a la
existencia en de fuerzas b) Soportes para montar y fijar, así como regular la
altura y alinear) Pueden contar con ruedas. A la hora de realizar una mudanza o
incluso reorganizar un lugar de trabajo, son muy útiles, d) rotuladores, reglas y
demás utensilios para el dibujo o diseño. (Sarraipa, J y Otros. 2019).

19
A continuación, se pueden observar algunos bancos de pruebas; que
existen en el sector industrial. (Ver figuras).
Figura nº2.Banco de Prueba de Deformación.
Fuente: Autores 2021. Tomado de Rivera B. A (2015).
Todas las máquinas de este tipo tienen un funcionamiento similar,
básicamente se tiene una probeta que va empotrada en un extremo, mientras
que en el otro extremo libre se coloca la carga progresivamente mediante una
serie de pesas calibradas, además están los mecanismos de medición.
Mayormente se utiliza para los esfuerzos de flexión y torsión (Rivera B, A.
2015.P.36).

20
Figura nº3. Banco con Sujeción en la parte Superior.
Fuente: Autores 2021. Tomado de Rivera B. A (2015).
Este banco de prueba, es de forma vertical, pero la variación está en que
el punto de sujeción se localiza en la parte de arriba, lo cual permite despreciar
el peso de la viga; en la estructura se observa que tiene cuatro pilares de
sección circular que soportan una placa, la misma que sujetará a la probeta. Los
mecanismos de medición están posicionados en la parte baja de forma fija que
consta de dos relojes comparadores, además posee pesas calibradas, la carga
es transferida a la viga por medio de un cable tensor apoyado en una polea.
(Rivera B. A .2015. P.37).
Así pues, como puede observarse, estas versiones de los diversos bancos
de pruebas y/ o maquinas, que existen para la aplicación de análisis teóricos y
los resultados experimentales (llámese pruebas, ensayos o practicas)
desempeñan papeles importantes en la mecánica de materiales; ya que
conllevan a observar (en un laboratorio) el comportamiento de los materiales y
confrontar los resultados obtenidos con los teóricos.

21
2.2.4. Elasticidad y Ley de Hooke
2.2.4.1. Elasticidad:
Según Gil. S (2016); La elasticidad en física, es la propiedad mecánica
de un material, que le hace recuperar su tamaño y forma original después de
ser comprimido o estirado por una fuerza externa, cuando ella desaparece.
(P.5). A este tipo de conducta se les conoce como deformaciones reversibles o
memoria de forma.
Cabe destacar, en la naturaleza se encuentran una gran variedad de
materias que presentan propiedades elásticas y manifiestan propiedades
comunes. Por ejemplo, resortes o muelles, bandas elásticas. Entre otros. Una
característica común de estos elementos es que, dentro de ciertos límites,
presentan una respuesta lineal, es decir su estiramiento es directamente
proporcional a la fuerza aplicada. Esta relación se conoce como Ley de Hooke.
2.2.4.2. Ley de Hooke:
Robert Hooke (1635-1703), Fue uno de los científicos experimentales
más importantes de la historia de la ciencia, estudió campos tan dispares como
la biología, la medicina, la cronometría, la física planetaria, la microscopia, la
náutica la arquitectura y metalurgia. Su ley permite asociar una constante a
cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza
que devuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la
distancia que se desplaza de esa posición”. F = K. ∆X. Dónde: F = fuerza
aplicada al resorte K = constante de proporcionalidad ∆x = variación de longitud
del resorte expresada en (N/m). (Sanger, A.2005. p2).
Por otra parte, existen tres diversas formas de diferenciar la ley de
Hooke, de acuerdo a su utilidad y catedra a relacionar:
a) El grado de estiramiento o compresión (deformación reversible) de un
material elástico al aplicar una fuerza externa, es directamente proporcional a la
variación de su alargamiento. Se conoce como constante de elasticidad.
b) El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de queda
permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

22
c) La relación entre el esfuerzo y la deformación permanente (se rompe o
fragmentan), se denominado módulo de elasticidad o módulo de Young, en
un material.
Así mismo, la siguiente gráfica, ejemplifica algunos valores, para dar a
conocer representativamente la ley de Hooke.
Gráfico nº1. Diagrama de Ley de Hooke. Fuente: Sanger, A. (2005)
En la parte lineal de la gráfica, la longitud aumenta 10 mm por cada
newton (N) adicional de fuerza aplicada. El cambio de longitud (deformación) es
proporcional a la fuerza (tensión), conocida como ley de Hooke. Donde el
alambre empieza a estirarse desproporcionadamente para una fuerza aplicada
superior a 8 N, que es el límite de elasticidad del alambre. Cuando se supera
este límite, el alambre reduce su longitud al dejar de aplicar la fuerza, pero ya
no recupera su longitud original.

23
Aunado a lo descrito, a continuación, en la figura n4, se muestra según el
mismo autor (Ibidem.2005). el equipo para estudiar la Ley de Hooke en un
material elástico (resorte o muelle).
Figura nº4. Equipo para Estudio de la Ley de Hooke.
Fuente: Autores 2021. Tomado de; Sanger. A. (2005).
En este, se demuestra la aplicación de la Ley de Hooke y permite la
visualización de la deformación de resortes de tensión bajo carga y el
comportamiento de un sistema muelle-masa en experimentos. El equipo consta
de tres muelles de dos constantes elásticas diferentes. Éstos se colocarán
suspendidos del extremo superior mediante ganchos anclados en la estructura.
En el extremo inferior del muelle aplicaremos la carga mediante la colocación
de diferentes masas y se utilizarán reglas que se incluyen para leer
directamente la deformación generada en los muelles. De esta forma, se
obtiene la constante elástica de cada muelle o resorte, mediante la aplicación
de esta ley. A continuación, en la siguiente figura nº5 se muestra la aplicación

24
de un esfuerzo en un resorte, variando su elongación; razón de la Ley de
Hooke.
Figura nº5. Ley de Hooke en un Resorte.
Fuente: Rojas, Jose Luis. 2021.
2.2.5. Resorte
Según Coluccio, E. (2021) un resorte también como muelle, es un
elemento elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir
deformación permanente, cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es
sometido. (p.12). Operan en base a la tensión elástica, ya sean estirados o
comprimidos, acumulando energía para luego libertarla recuperando su forma
nuevamente. Son fabricados con una gran diversidad de formas y dimensiones
las más comunes son entre 0.2mm y 50mm; utilizándose materiales muy
diversos, como por ejemplo de acero al carbono, acero inoxidable, bronces,
plástico. Entre otros.

25
2.2.6 Tipos de Resorte: De acuerdo a Torres, C.2020; existen varios tipos
de resortes que varían dependiendo de su forma de operación. Entre ellos:
o Resortes a compresión
o Resortes a Torsión
o Resortes a Tensión
o Resortes a Tracción.
o Resortes Pequeños
o Resortes en espiral
o Resorte para Armas.
o Resortes Entrelazables. Entre otros.
2.3 Bases Legales
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (Año 1999)
• Artículo 109: El estado reconocerá la autonomía universitaria como
principio y jerarquía que permite a los profesores, profesora, estudiante,
egresados y egresadas de su comunidad dedicarse a la búsqueda del
conocimiento a través de la investigación científica, humanística, y tecnológica,
para beneficio espiritual y material de la nación…
• Artículo 110: El estado reconocerá el interés público de la ciencia, la
tecnología, el conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios de
información por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo económico,
social y político del país, así como para la seguridad y soberanía de la nación…
Fondo para la Normalización y Certificación de la Calidad
(FONDONORMA, 2004)
Creada con el fin de desarrollar en Venezuela las actividades de
normalización y certificación en todos los sectores industriales y de servicios, y
de formar talento humano en especialidades como son: Construcción; Petróleo,

26
gas y sus derivados; Automotriz; Farmacia, entre otros. Sobre la base del
consenso, participan los sectores oficial e industrial, los institutos de
investigación, las universidades, los consumidores y usuarios, los comerciantes
y en general los interesados en el proceso de elaboración de las normas
técnicas
Ley Orgánica del Sistema Económico Comunal (2010:6), que tiene entre
sus finalidades:
Promover un sistema de financiamiento para apoyar las iniciativas de las
comunidades sobre proyectos socio productivos sustentables, con criterios de
equidad y justicia social, donde se reconozcan los saberes, conocimientos y las
potencialidades locales como elementos constitutivos de garantía para la
viabilidad y el cumplimiento.
2.4. Definición de Términos Básicos
• Estática: definir como: parte de la Mecánica que estudia las condiciones
que deben cumplirse para que un cuerpo, sobre el que actúan fuerzas,
permanezca en equilibrio. Sanger A.2005.
• ASTM (American Society for Testing Materials): específica procedimientos
que deben seguirse en laboratorios de ensayo, y también especifica la calidad y
comportamiento de materiales específicos (Fitzgerald,1970)
• Elasticidad: es la propiedad de un material que le hace recuperar su
tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza
externa. (Universidad Nacional Federico Villarreal, 2015)
• Elongación: Es llamada también deformación y consiste en el estiramiento
del resorte respecto de la posición de equilibrio (posición del resorte sin aplicar
ninguna fuerza). (Universidad Nacional Federico Villarreal, 2015).

27
• Esfuerzo: El esfuerzo normal (esfuerzo axil o axial): es el esfuerzo interno o
resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la sección transversal
de un prisma mecánico. Este tipo de solicitación formado por tensiones
paralelas está directamente asociado a la tensión normal=FA.(Garay, R y
Quispe, J.2017)
• Prototipo: Primer ejemplar que se fabrica de una figura, un invento o una
cosa; que sirve de modelo para fabricar otras iguales o molde original con que
se fabricaran. (Diccionario de Oxford.2021)
• Resiliencia: propiedad de un material que permite que recupere su forma o
posición original después de ser sometido a una fuerza de doblado,
estiramiento o compresión. (Lopez, Rafael.1998)

28
2.5. Cuadro nº1 . Operacionalización de Variable.
Objetivos Específicos Variable
Definición
Conceptual
Definición
Operacional
Dimensiones Indicadores
• Diagnosticar la situación
existente del laboratorio de
Resistencia de los Materiales.
UNEFM -Tocópero.
• Diseñar el banco de prueba,
para aplicar la Propiedad de
Elasticidad de un resorte.
Laboratorio de Resistencia de
Materiales, UNEFM- Tocopero.
• Construir el diseño del banco de
prueba, como herramienta en la
aplicación de la propiedad de
Elasticidad de un resorte.
Laboratorio de Resistencia de
• Elaborar una Guía de uso y
Manejo del Banco de Prueba.
Elasticidad
Propiedad en
virtud de la cual
un cuerpo se
forma de
manera
proporcional a
la carga
aplicada, y
recupera su
forma original
después que
cesa la acción
de la carga o
fuerza.
(Coluccio, E.
2021)
Relación entre
fuerzas y
alargamientos; es
decir el
comportamiento
del material al
aplicar una carga.
(Hernández y
Vargas, R. 2021)
Coeficiente de
Elasticidad
Magnitud de la
Fuerza
Longitud o
Alargamiento
Ley de Hooke
F=K*X
Fuente: Hernández, J ; Vargas R (2022).

29
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
En este apartado, se expone de manera clara aspectos correspondientes
al tipo y diseño de la investigación, población y muestra, técnicas e
instrumentos para la recolección de datos, validez y confiabilidad y técnicas de
procesamiento de datos.
3.1. Tipo de Investigación
Este estudio, es definido de carácter descriptivo, de acuerdo a lo
planteado por Arias, F. (2006) refiriéndolo como “descripción de un hecho,
fenómeno o técnica, que busca especificar las propiedades importantes de las
personas, grupo, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a
análisis y luego describir lo que se investiga”. (p.68). Es decir, pretende exponer
un evento estudiado, detallando sus características tal y como muestra en
realidad.
También es considerada de tipo Proyectiva; que, a juicio de Hurtado de
Barrera, Y (2002); intenta proponer soluciones a una situación determinada a
partir de un proceso e indagación, que implica explorar, describir, explicar y
proponer alternativas de cambios. (p.114). Enmarcada dentro de la categoría de
proyectos especiales; según lo expresa Rodríguez y Pineda (2003), como los
que están dirigidos a la ideación, desarrollo y elaboración de prototipos;
modelos originales sobre el cual se materializa un nuevo patrón o idea del que
se derivan representaciones o copias del mismo. (p.65).
Al respeto, se describirá la realidad como se encuentra el laboratorio de
resistencia de los materiales en la UNEFM-Tocopero, de manera que el diseño
del prototipo de banco de prueba, como herramienta en la aplicación de la

30
propiedad de elasticidad de un resorte; induzca a una mejora del mismo en la
ejecución de prácticas.
3.2. Diseño de la Investigación
El diseño de investigación, es la estrategia que adopta el investigador para
responder al problema plateado. (Arias, F.2006, P.26). En tal sentido, para la
presente investigación será de tipo no experimental; definido por Hernández,
Fernández y Baptista (2000) como; aquel cuyo propósito es la observación de
fenómenos tal y como se dan en su contexto natural para analizarlos con
posterioridad. (p.67). Así como también, de tipo documental; ya que, se basa en
la obtención y análisis de datos provenientes de materiales impresos u otro tipo
de archivos de información. (Arias F. 2004.p.47).
En este tipo de investigación, no hay condiciones ni estímulos a los cuales
se exponga el objeto del estudio (banco de prueba), ya que fueron observados
desde su ambiente natural (Laboratorio práctico de Resistencia de Materiales -
UNEFM-Tocópero).
3.3. Población y Muestra
Latorre, A (2003), refiere la población como: un conjunto de todos los
individuos (objetos, personas, eventos); en los que se debe estudiar el
fenómeno. (p.83). es decir, el conjunto de seres o unidades de estudio que se
desea estudiar. En este aspecto, trata de una población conocida y, por ende,
accesible de 10 individuos; entre docentes y estudiantes del área de tecnología
(ingeniería mecánica, industrial) de la UNEFM, Municipalización Tocópero.
Ahora bien; en virtud de la población accesible y conocida, según Hurtado
de Barrera, J (2010:140) por el número de sujetos integrada, manejable y se
puede identificar; no se amerita la selección de una muestra. Por lo tal, la
muestra de esta investigación será igual a la población.

31
3.4. Técnicas e Instrumentos para la Recolección de Datos
Una técnica consiste en el procedimiento o forma de recolectar los datos.
Para el caso de la presente investigación, se utilizaron dos (02) técnicas. En
primer lugar, la observación directa la cual permitirá recabar la información
sobre el problema y sustentarlo desde una perspectiva documental. Al respecto,
Arias (2006) la define como “el uso sistemático de los sentidos en la búsqueda
de datos para conocer un problema de investigación” (p.78). Para el registro de
las evidencias se utilizaron como instrumentos de esta técnica; cuadernos de
notas, cámara fotográfica.
Del mismo modo se realizó, una encuesta; definida por Balestrini (2001),
como “técnica destinada a obtener datos de varias personas cuyas opiniones
interesan al investigador, el cual debe estar en contacto permanente con la
población en estudio, para así recabar la información necesaria en el lugar de
los hechos” (p. 69). La misma, será de gran ayuda en la indagación de
información para el progreso de la investigación y al recolectar data para el
registrar en un instrumento. Cabe decir que, el instrumento a aplicar fue el
cuestionario; siendo este definido por Balestrini (ob.cit), como “un instrumento
de investigación que forma parte de la técnica de la encuesta, fácil de usar, con
resultados directos” (p. 69). El mismo será de tipo dicotómico.
3.5. Validez y Confiabilidad
La validación del instrumento, según, Hernández, Fernández y Baptista
(2008), es un procedimiento, realizado por juicio de expertos, a quienes se le
proporciona el instrumento de recolección de información acompañado de los
objetivos y del cuadro de Operacionalización de variables; para su análisis,
revisión de los ítems y observaciones al respecto. (p. 332). Esto quiere decir,
que el mismo, permite determinar qué tan fiable es el instrumento diseñado y sí
los ítems son congruente con las dimensiones e indicadores. Motivo por el cual,

32
el instrumento de esta investigación, fue sometido a la validación por juicios de
tres (03) expertos, para ello se seleccionaron tres profesionales expertos en el
tema que reúnieron los perfiles siguientes: un (02) ingenieros mecánicos y un
(01) ingeniero industrial.
De igual manera, la confiabilidad de un instrumento, señala el grado de
seguridad que presenta al medir el instrumento. (Navarro, L. 2009:84). Por ello,
es importante este paso por cuanto determina si el cuestionario tiene
confiabilidad de aplicación, es decir, si reúne las condiciones para ser aplicado
a la población y de acuerdo con los resultados obtenidos sacar el coeficiente
que determina si es confiable. Significa entonces, que para determinar la
confiabilidad del instrumento a aplicar en este estudio, se huzo del coeficiente
de Kuder Richardson; ya que es aplicable solo a instrumentos con dos
alternativas de preguntas (dicotómicas). (Ibidem.2009. p.92). Su fórmula es:
Donde:
= variación de las cuentas de la prueba.
N = a un número total de ítems en la prueba
pi = es la proporción de respuestas correctas al ítem I.
Índice de inteligencia = proporción de respuestas incorrectas al ítem I.
El coeficiente KR20 de Kuder-Richardson, es usado para medir la
consistencia interna de escalas de ítems dicotómicos. La fórmula es similar a α,
con la varianza (piqi) del ítem. Una escala de ítems dicotómicos presenta
aseveraciones y las personas optan por las respuestas ‘sí’ o ‘no’, con puntajes 1
y 0 respectivamente. p es la proporción de personas de acuerdo con el ítem, y q

33
es la proporción en desacuerdo. Los resultados se interpretan de acuerdo con
la siguiente tabla de relación: Significado de los Valores del Coeficiente.
Cuadro nº2. Valores del Coeficiente. Método de Kuder Richardson.
Tabla N° 02
Rango Confiabilidad
(Dimensión)
0.00 a 0.20 Muy Baja
0.21 a 0.40 Baja
0.41 a 0.60 Media
0.61a 0.80 Alta
0.81 a 1.00 Muy Alta
Fuente: Palella, S. y Martins, F. (2012).
3.6. Técnicas de Procesamiento de Datos
En la presente investigación los datos, fueron analizados mediante el uso
de la estadística descriptiva, que en opinión de Hurtado (2010), consiste en
“una gran parte de la estadística que se dedica a analizar y representar los
datos”. (p.78). Este análisis, es muy básico para ver en qué medida los datos se
agruparán o dispersaran y en torno a un valor central, se distribuyen en
frecuencias y porcentajes. Representados en tablas y gráficos.

34
3.7. Procedimientos de la Investigación
Para efectuar el presente estudio de investigación se llevarán a cabo los
siguientes procedimientos:
• I: Diagnosticar el problema: Se describe la situación actual que se
encuentra el laboratorio de resistencia de los materiales, núcleo Tocopero de la
UNEFM. Al igual que, se expresa las posibles debilidades de la misma; la
cuales se representan mediante una matriz de jerarquización de necesidades,
aplicada en la UNEFM-Tocopero.
•II: Diseño del banco de prueba, como herramienta en la aplicación de la
propiedad de elasticidad del resorte, para el laboratorio de resistencia de los
materiales, UNEFM-Tocopero: análisis de los componentes mecánicos, a través
de un diagrama (figura), y por ende la fabricación del prototipo a escala del
banco de prueba, para la realización de la práctica utilizando la ley de Hooke de
un resorte.
• III: Construir el banco de prueba: Es el construir el prototipo de banco y
puesta a prueba del mismo, por medio de materiales seleccionados y aplicando
la propiedad de elasticidad del resorte de acero, en sus diferentes espesores.
Colocándole una fuerza (peso) hecha de plomo, y medir el alargamiento del
resorte. Todo ello, de forma estática.
•IV. Guía de uso: Por último, realización de guía explicativa sobre uso y
manejo del banco de prueba, en el laboratorio de física y resistencia de los
materiales.

35
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS DEL ESTUDIO
Plan de Acción.
Kroeger Alex (1989), define al plan de acción como, “una presentación
resumida de las tareas que deben realizarse por ciertas personas, en un plazo
de tiempo específico, utilizando un monto de recursos asignados con el fin de
lograr un objetivo dado.” (p. 127). Es decir, que, para el desarrollo de una
investigación, es muy importante planificar en detalle las actividades que se
realizarán a lo largo del mismo. En el cuadro nº,3 se muestra el plan de acción
realizado para esta investigación.

36
Cuadro Nº3. Plan de Acción.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACTIVIDADES/TAREAS RECURSOS TIEMPO
Diagnosticar la situación existente del
laboratorio de Resistencia de los
Materiales, UNEFM - Municipalización
Tocopero.
. Visita a el laboratorio de la
UNEFM. Tocopero. Ubicar
necesidades.
. Elaboración de matriz de
jerarquización de necesidades.
. Elaboración de árbol del problema.
Humanos: Docentes,
estudiantes,
investigadores.
Materiales: hojas, lápices,
cámara de celular,
cuaderno de notas.
3
semanas
Diseñar el banco de prueba, para
aplicar la Propiedad de Elasticidad de
un resorte. Laboratorio de Resistencia
de Materiales, UNEFM- Tocopero.
. Selección de herramientas
. Realizar y aplicar cuestionario, al
estudiantado, docentes y personal
UNEFM.
. Organizar data
. Diseño del banco de prueba
Humanos: docentes
estudiantes, investigador,
Materiales:
hojas, lápices,
4
semanas
Construcción del banco de prueba,
como herramienta en la aplicación de
la propiedad de Elasticidad de un
resorte. Laboratorio de Resistencia de
. Construcción del banco de prueba
. Puesta a prueba del prototipo de
banco, para el laboratorio de
resistencia de los Materiales
Humanos:
investigadores.
Materiales: papel bond,
hojas, lápices, cámara de
celular.
4
semanas
Elaborar una Guía de uso y Manejo
del Banco de Prueba.
. Realización de un formato de
validación y uso, para la práctica de
laboratorio de resistencia de los
Materiales
Materiales: vigas,
electrodos, máquina de
soldar, resortes. Otros.
Humanos: Investigadores
3
semanas
Fuente: Hernández, J ; Vargas R (2022)

37
Cronograma de Actividades:
Cuadro Nº4. Cronograma de Actividades
ACTIVIDADES
Meses
Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Visita al laboratorio de la Unefm-Tocopero,
para identificar la situación actual en la que
se encuentra el mismo.
Elaboración de Matriz de jerarquización de
las necesidades acarreadas
Revisar información documental respecto al
tema de estudio
Realizar y aplicar el
instrumento(cuestionario) a estudiantes de la
UNEFM-Tocopero
Recolección de data
Diseño y Construcción del Banco de Prueba
Evaluación del banco de prueba
Elaborar el formato para guía de uso del
equipo.
Fuente: Hernández, J; Vargas R (2022).

38
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Según Hurtado (2010), indica que el análisis e interpretación de los
resultados “son las técnicas de análisis que se ocupan de relacionar, interpretar
y buscar significado a la información expresada en códigos verbales e icónicos”.
La interpretación de los resultados trata de dar sentido, ofrecer una explicación
a los logros obtenidos, teniendo en cuenta el marco teórico y los objetivos
específicos planteados al inicio de la investigación.
En esta fase de la investigación se procedió a presentar los resultados a
través de la aplicación del instrumento utilizado a la muestra seleccionada, los
cuales serán presentados a continuación de manera ordenada desde el punto
de vista cuantitativo. Por consiguiente, se presentan los resultados obtenidos
para dar cumplimiento a los objetivos planteado en la investigación.
4.1. Presentación de Resultados.
Objetivo 1. Diagnosticar la situación existente del laboratorio de
Resistencia de los Materiales. UNEFM –Tocópero
Para esta actividad fue necesario realizar entrevistas a los
coordinadores y algunos profesores de la aldea, con la intención de obtener
toda la información relacionada en la institución, para el cual fue necesario la
utilización de la técnicas matriz de jerarquización para así obtener las
magnitudes de las problemáticas de la universidad.

39
Encuentro con personal Coordinador de la UNEFM-Tocopero
Fuente: Hernández, J; Vargas R (2022).
Posteriormente, se llevó a cabo la aplicación de un instrumento donde
constaba de unas series de preguntas a través de un cuestionario a los
alumnos de la institución, dando como resultado la aceptación del proyecto para
la construcción del equipo y así llevar a cabo la realización de la práctica.
• Ítem nº 1; ¿Conoce usted el significado de un banco de prueba?
Gráfico 2. Significado de Banco de Prueba
NO SI
4 3

40
Este indica, que un 57% de los estudiantes entrevistados, equivalentes a
04 sujetos; no tienen conocimiento sobre un banco de prueba, mientras que un
43% 03 sujetos si conoce del tema en cuestión. Esto quiere decir, lo importante
en construir el equipo para la realización de las prácticas de laboratorio de
resistencia de materiales, como profesionales de la ingeniería. Por
consiguiente, al obtener la dicha valoración nos da una perspectiva más amplia
de que es necesario presentar estudios de acuerdo al banco de pruebas ya que
son herramientas muy utilizadas en la carreras de ingenierías.
• Ítem nº 2; ¿Sabe usted el comportamiento de un material al aplicar una
fuerza?
Gráfico 3. Comportamiento de un Material, sometido a Esfuerzo
Respecto al ítem nº2, el grafico señala un 14% de los estudiantes no
conocen el comportamiento de un material al ejercer algún esfuerzo, mientras
que el 86% dice que si lo conoce. Sin embargo, aquí se observa la discrepancia
que existe entre la teoría y la práctica, ya que el comportamiento de un material
juega un rol importante en la ingeniería, siendo el mismo un pilar fundamental a
la hora de la selección del mismo para realizar pruebas y posteriormente
seleccionarlo para su posterior utilización en el campo de trabajo.
NO SI
1 6

41
• Ítem nº 3; ¿Cree usted que, con el banco de prueba, se logre una mayor
Gráfico 4. Eficiencia con Desarrollar el Banco de Prueba.
La tercera interrogante, describe que un 57% cree que se puede lograr
eficiencia con un equipo dentro de la experiencia de laboratorio, ya que se
puede relacionar la teoría con la práctica y a su vez crear una mayor amplitud
para el desarrollo del estudiante dentro de cada de las practicas que se le
presenten y ser capaz de solucionarlas, mientras que un 43% dice que no cree.
• Ítem nº 4; ¿Según su opinión, el banco de prueba permitirá comprobar la
propiedad de elasticidad de un material?
Gráfico 5. Comprobación de la Propiedad de Elasticidad de un Material.
NO SI
3 4
NO SI
2 5

42
La opinión emitida en esta interrogante nº 4, fue de un 71% que el banco de
prueba permitirá comprobar la propiedad de elasticidad en la práctica de
laboratorio; y un 29% restante dijo que no comprobaría esta propiedad del
material. Por consiguiente, este resultado nos explica que existe un
conocimiento amplio en lo que se quiere dar a conocer con la realización del
proyecto y nos permite saber que tan a fondo se debe dar a conocer.
• Ítem nº 5; ¿Conoce usted algún indicador de medición para la longitud de un
resorte?
NO SI
2 5
Gráfico 6. Indicador de Longitud del Resorte.
El gráfico nº 6, indica que un 71% de los estudiantes (05) conocen un
indicador de medición de longitud del resorte, mientras el resto 29%(02) no lo
conocen, lo cual es muy importante obtener esta información ya que se está
estudiando el comportamiento del resorte y en su momento se puede apreciar
la necesidad de interactuar con equipos de medición para así obtener una
mayor experiencia al momento de aplicar los conocimientos obtenidos en el
área laboral.

43
• Ítem nº 6; ¿Sabe Determinar la longitud de un resorte?
Gráfico nº7. Longitud de un Resorte.
Este gráfico nº7, señala un 43% de los estudiantes si saben determinar la
longitud de un resorte, y el 57% respondió que no conocen como tal magnitud
del objeto. Cabe destacar que el estudiar el comportamiento elástico de
resortes o muelles, y otros sistemas elásticos, es muy importante ya que la
misma nos puede proporcionar ayudar en cuanto a la selección de resorte para
el trabajo que posteriormente se realizara con él.
NO SI
4 3

44
• Ítems nº7; ¿Cree usted la necesidad de construir un banco de prueba como
herramienta de la propiedad de elasticidad de un resorte, en el laboratorio de la
UNEFM-Tocopero?
Gráfico nº8. Necesidad del Banco de Prueba.
De acuerdo al ítem nº7, el 86% (06) de los estudiantes entrevistados están
de acuerdo que se construya un equipo para realizar prácticas de laboratorio de
resistencia de los materiales de la UNEFM-Tocopero; mientras que un 14% (1)
dijo que no era necesario. Sim embargo, el propósito de este estudio es la
construcción de un banco de prueba para comprobar la elasticidad de un
resorte, siendo empleados tanto para la obtención de datos para su posterior
análisis como en una fuente de conocimiento sobre el comportamiento del
mismo al ejercerle una carga.
Objetivo 2. Diseñar el Banco de Prueba, para aplicar la Propiedad de
Elasticidad de un Resorte. Laboratorio de Resistencia de Materiales,
UNEFM- Tocópero.
Para dar continuidad a la investigación, se desarrolló el segundo objetivo,
donde se estudiaron consideraciones de diseños que permiten evaluar las
NO SI
1 6

45
características que influyen en la concepción de un elemento o todo un sistema,
para poder obtener un producto seguro, económico, resistente y funcional, se
detallaron ciertos criterios básicos para la elaboración de un diseño.
•Seguridad y confiabilidad 25%: el factor de seguridad y confiabilidad debe
garantizar que las piezas y los elementos mecánicos conserven un rango de
confiabilidad apropiado para soportar las cargas a las que serán sometidos.
•Costos 25%: los materiales utilizados para el diseño se deben encontrar de
manera accesible y sencilla en el mercado y los costos deben ser viables para
la fabricación del equipo.
•Funcional y resistente 25%: depende de la adecuada selección de los
materiales a utilizar y los procesos de fabricación aplicados en el momento de la
construcción de la máquina.
•Mantenimiento 25%: debe considerarse de fácil manejo por los operadores,
al igual que se requiere de fácil mantenimiento para evitar el mal
funcionamiento.
Partiendo de los criterios de diseño, se elaboró un boceto estructural (ver
Gráfico nº9 Y Gráfico nº10.) para determinar la forma, dimensiones y
características detalladas de la estructura, o sea de aquella parte de una
construcción que tiene como función soportar todas las cargas sometidas al
equipo.

46
Gráfico nº9. Diseño del equipo a mano alzada
Gráfico nº10. Diseño del equipo digitalizado
Fuente: Hernández, J ; Vargas R (2022).

47
El equipo conto con las siguientes medidas, las cuales se tomaron en
consideración durante el diagnóstico de la investigación
Ancho: 41 cm
Largo: 38 cm
Altura: 80 cm
Espesor: 7,5 cm
Los materiales a utilizar fueron:
• Tubo estructural
• Electrodos
• Disco de corte(grande)
• Disco de esmerilar
• Tornillos de carruaje con tuercas
• Pesas de ejes de motor eléctrico
• Hoja de segueta
• Ganchos con rosca
• Gancho de techo
• Madera para mesa
• Alambre de cobre
• Mesa de tubo estructural (1*1)
• Resortes 1mm c/u
• Pintura
Una vez determinados los materiales a utilizar, fue necesario determinar el
costo de los mismo para la construcción del equipo. Este Presupuesto se
realizó utilizando visitas a las diferentes ferreterías y talleres para obtener su
costo.
Tabla N°1. Presupuesto de Materiales y Suministro

48
Descripción Unidad Cantidad Monto (Bs) Monto ($)
Tubo estructural (3*1 cm). 3,6mts 1 80,00 10
Electrodos (60-13) ½ kg 15 24.00 3
Disco de corte (grande) 1 1 24,00 3
Disco de esmerilar 1 1 16,00 2
Tornillos de carruaje con tuerca 1 4 24,00 3
Pesas de ejes de motor eléctrico 1 4 - reutilizados
Hoja de Segueta 1 1 8,00 1
Ganchos con Roscas. Acero 1 3 32,00 4
Gancho de techo 1 1 - reutilizado
Madera para la mesa 1 1 - reutilizada
Alambre de cobre 15cm 1 - reutilizado
Estructura de mesa de tubo
(1*1cm)
1 1 - reutilizada
Resortes de: 1 mm C/u 1 4 - reutilizados
Pintura Negra Aceite 1/8Lt 1 24,00 3
Total: 232 bs Total: 29$
Nota: De acuerdo a la situación país, actualmente, se maneja 02 tipos de conos monetarios.
(Bolívar y Dólar) 2022.
Fuente: Hernández, J ; Vargas R(2022)

49
Objetivo 3. Construir el Diseño del Banco de Prueba, como herramienta en
la aplicación del resorte. Laboratorio de Resistencia de Materiales,
UNEFM- Tocópero.
✓ Primera Etapa:
Primeramente, se procedió a la recolección de los materiales a utilizar y a
su vez las herramientas para la utilización durante el proceso, teniendo en
cuenta los costos y partiendo del diseño antes planteado para la ejecución.
Siendo así factible la utilización de materiales reciclados, algo que nos
benefició mucho ya que se pudo reducir los gastos que se nos presentarían.
✓ Segunda Etapa:
Se realizaron las mediciones primarias de acuerdo a las medidas
planteadas en el diseño; en este momento se le realizo la medición al tubo
estructural (3x1cm) y su posterior corte con el esmeril y disco de corte, luego
de procedió a esmerilar y/o rebajar los bordes cortados del tubo para así
obtener una mejor unión en el momento de soldar. A continuación, se procedió
a realizar la unión de las diferentes piezas de los tubos con soldadura utilizando
electrodos 60-13 y así obtener la estructura deseada, luego de realizar la unión

50
con la soldadura se procedió a devanar la misma con el disco de esmerilar para
obtener una superficie lisa. Para terminar en esta parte, se realizó la colocación
de los ganchos con rosca, que servirán para la sujeción de los resortes al
momento de aplicar el peso respectivamente, el cual se realizó utilizando una
mecha para hacer el agujero y colocar el gancho y se aplicó soldadura para
una mejor fijación.

51
✓ Tercera Etapa:
En esta etapa procedimos a la colocación de la estructura anteriormente
realizada sobre una mesa, lo cual se realizó utilizando la estructura de la mesa
y la madera para mesa y uniéndolas con la estructura realizada mediante
tornillos de carruaje. Antes de fijar todo con los tornillos se hizo agujeros tanto a
la estructura de la mesa con la madera y a la estructura del equipo con un
taladro y una mecha.
Ya con esto realizado procedimos a unir todas las partes del equipo para
tener la estructura lista; ya con el equipo terminado se procedió a la
construcción de las pesas, las cuales fueron recicladas de motores de
ventiladores, y a las mismas se les aplico un trabajo de desgaste con el esmeril
para llevarlas a un peso deseado. También se tomó un gancho de sujeción de
techo, al que se le hizo un agujero en uno de los extremos para poder sujetarlo
a los resortes en conjunto con las pesas.

52
✓ Cuarta Etapa:
Se procedió a desarmar (retirar los tornillos de carruaje) el equipo para
poder pintarlo por separado, el cual tuvimos que lijarlo para eliminar el óxido y
así obtener un mejor acabado, también pintamos las pesas y le colocamos a
cada una su respectivo peso. Para culminar, al estar seca la pintura realizamos
el armado del equipo.

53
Objetivo 4. Elaborar una Guía de uso y Manejo del Banco de Prueba.
En este segmento se realizó un formato de guía explicativa, sobre uso y
manejo del banco de prueba, en el laboratorio de resistencia de los materiales.
Con el fin de explicar los efectos que tiene una fuerza neta sobre un objeto,
utilizando las Ley de Hooke; facilitando el acceso a información de carácter
técnico y registro de cuando se realice el experimento, de acuerdo a sus
diferentes espesores. Y así, ayudar al estudiante al área practica del laboratorio
de resistencia de Materiales. Esta trata específicamente de una serie de
interrogantes derivadas de la práctica, referidas a la magnitud, fuerza y
comportamiento del resorte, al aplicarle un esfuerzo. Así como también el
cálculo de la constante de elasticidad del mismo. (Ver anexo nº 5.)

54
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES
De acuerdo al estudio realizado, se derivan las siguientes conclusiones
• Con el diagnóstico inicial realizado en el laboratorio de Resistencia de los
Materiales. UNEFM -Tocópero; se pudieron observar varias necesidades
referentes a la falta de equipos y materiales del laboratorio; además de otros
problemas aquejantes en el mismo. Para ello, se realizó una matriz de
necesidades tomadas desde la primera vista a la institución, expresado en un
árbol de problema. Don de la misma fue la ausencia de un banco de prueba,
para realizar prácticas en el laboratorio.
• En cuanto al diseño, se llevó bajo parámetros obtenidos de la información
recopilada en documentos relacionados con un banco de prueba y la ley de
Hooke, así como la propiedad de la elasticidad en un resorte; razón principal de
la practicas del laboratorio de resistencia de los materiales. Algunos de estos,
fueron materiales resistentes y de buena elasticidad. El diseño, se realizo
mediante un diagrama de cómo se quería el banco, tomándose las medidas
correspondientes del mismo; Para que fuera funcional y adaptable al sitio.
• Para la construir el banco de prueba, como herramienta en la aplicación de
la propiedad de Elasticidad de un resorte. Laboratorio de Resistencia de
Materiales, UNEFM- Tocópero, se realizó mediante la obtención de materiales
reutilizados y algunos fueron comprados por autogestión de los autores; a su
vez, se realizaron de acuerdo a las medidas ya estipuladas en el diseño.
• Elaborar una Guía de uso y Manejo del Banco de Prueba; se realizó un
formato de guía, con el fin de que el laboratorio para uso de la práctica, cuente
con información técnica del equipo, y mejor funcionamiento del mismo.
Adaptado a la Ley de Hooke en un resorte.

55
RECOMENDACIONES
• Lograr aportar más a la generación del conocimiento, mediante proyectos
prácticos y así contribuir a que otros investigadores, avancen en un campo
específico de investigación.
• Afianzar en el saber teórico-práctico en las instituciones Universitarias;
mediante la autogestión productiva.
• Seguir brindando al estudiante, las herramientas necesarias y constructivas
para su ejercicio profesional.
• Continuar con el desarrollo de equipos o prototipos, es de vital importancia
en el área de ingeniería, porque busca demostrar y analizar el comportamiento
de un material y logrando así, que el estudiante describa las características
físicas-mecánicas de los distintos componentes utilizados en el laboratorio.
• Se recomienda a universidad, colocar en práctica el banco de prueba en
las diferentes carreras que ofrece tan prestigiosa institución universitaria, en pro
educativo y de formación profesional.
• También, se recomienda a la Universidad Nacional Experimental Francisco
de Miranda, en todos sus núcleos; que puedan ampliar más las posibilidades en
cuanto adquisición de material y equipo, para otras áreas de laboratorios de
acuerdo a las carreras, y así desarrollar el equilibrio entre la práctica y la teoría.

56
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Tesis, Documentos y/o Revistas
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Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda. Documento Final.
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Disponible en: html. Región Poza Rica-Tuxpa.
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Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Energía-UNAC. Tesis
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diseño, construcción y validación del prototipo de una máquina para ensayos de
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• Rivera B, A. (2016). Universidad de Azuay, Diseño y Construcción de un
Banco de Pruebas no destructivas Para Vigas En Aluminio Empotrada en un
Extremo y Libre en el otro. Trabajo de Graduación, obtención del título de
Ingeniero Mecánico Automotriz. Cuenca - Ecuador.

63
Anexo 1.
Tabla Nª 2. Matriz de Jerarquización del Problema
Situaciones problemáticas
Ítems
gravedad
Tendencia
Posibilidad
de
Modificar
Tiempo
de
Solución
Interés
en
Solucionar
Total
Fallas eléctricas 2 2 0 0 2 6
Falta de equipos 2 2 0 0 2 6
Falta de materiales 2 2 0 0 2 6
Falta de un banco de prueba para probar la elasticidad en un
resortes, para el laboratorio de resistencia de los materiales 2 1 2 2 2 9
Falta de personal capacitado 1 1 2 1 2 7
Fuente: Hernández, J ; Vargas R (2022)

64
Anexo 2
FIGURA 6. Árbol del Problema.
Fuente: Hernández, J y Vargas R (2022).
Ausencia de una
herramienta práctica de
laboratorio de Resistencia
de Materiales UNEFM-
Tocopero.
Escasez de materiales para las prácticas de laboratorio
de Resistencia de Materiales. UNEFM-Tocopero
Desconocimiento del
comportamiento de las
propiedades Físicas y
Mecánicas de los Materiales
Falta de Vinculación
Teórica- Practica de
la U.C. Resistencia
de Materiales.
UNEFM- Tocopero
Falta de equipo y
maquinarias en el
laboratorio de
Resistencia de los
Materiales.
UNEFM-Tocopero.
Bajo rendimiento practico en el
laboratorio de la unidad
curricular Resistencia de los
Materiales
Deficiencia en el Aprendizaje y
Conocimiento del estudiante de
Ingeniería (Industrial y Mecánica)
de la UNEFM-Tocopero
Poca ayuda
Institucional y
Gubernamental.
Déficit de profesionales altamente
preparados, competitivos y
capacitados para el mercado laboral

65
Anexo 3.
REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA: INGENIERÍA MECANICA
NÚCLEO TOCOPERO
CUESTIONARIO
El siguiente instrumento tiene como finalidad de recabar información referente a
la Construcción de un Prototipo de Banco de Prueba, como herramienta
en la aplicación de la Propiedad de Elasticidad de un Resorte; para el
Laboratorio de Resistencia de los Materiales, UNEFM- Municipio
Tocopero, Estado Falcón; para coadyuvar al proyecto de investigación. Por
ello, a continuación, se presenta un conjunto de ítems, de los cuales tendrá que
responder de acuerdo a su criterio de manera confidencial, sólo debe marcar
una de las alternativas (SI), (NO) para obtener información real y datos
confiables de la situación problemática.
1. Datos Generales
1.1. Genero
Femenino
Masculino
1.2 Edad
18 – 25 años
26 – 35 años
36 – 45 años
46 o más años
1.3. Ocupación
Estudiante
Docente
Personal Obrero
Personal Administrativo

66
Instrumento se considera válido Instrumento se considera no valido
Firma del Experto__________________ Fecha________________
DESARROLLO
Ítem Descripción SI NO
1 ¿Conoce a usted el significado de un banco de prueba?
2 ¿Sabe usted el comportamiento de un material al aplicar una fuerza?
3 ¿Cree usted que con el banco de prueba, se logre una mayor
4 ¿Según su opinión, el banco de prueba permitirá comprobar la
propiedad de elasticidad de un material?
5 ¿Conoce usted algún indicador de medición para la longitud de un
resorte?
6 ¿Sabe determinar la longitud de un resorte?
7 ¿Cree usted la necesidad de construir un banco de prueba como
herramienta de la propiedad de elasticidad de un resorte, en el
laboratorio de la UNEFM-Tocopero?
JUICIO DE EXPERTOS
Seleccione con una (x) la opción que usted considere correcta, de acuerdo a las escalas que
se muestran a continuación: 1. Malo 2. Regular 3. Bueno 4. Excelente
Ítems Pertinencia Claridad Redacción Observaciones
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
5
6
7
ALTERNATIVAS

67
Anexo 4
Validación de Expertos

70
Anexo 5
Guía de Practica de Laboratorio. Ley de Hooke
REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA: INGENIERÍA MECANICA
NÚCLEO TOCOPERO
GUIA PRACTICA DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE LOS MATERIALES.
Aplicación de la Ley de Hooke en un Resorte
Apellidos y Nombres: ______________________________ Fecha: ___/ ___/______
________________________, _________________________,____________________
Objetivo General: Determinar la Constante de Elongación de un Resorte.
Método Operativo:
• Medir el alargamiento inicial del resorte (I0 ), antes de la carga
• Colgar el resorte de los ganchos, e ir colocando sucesivamente pesos (masa)
crecientes, aumentando cada vez el peso, y se determina el alargamiento Δ𝑥
• Con los datos obtenidos, rellenar la tabla 1.
• Represente gráficamente la fuerza aplicada F en función del alargamiento. (En el eje
de abscisas representar las Deformaciones y en el de ordenadas las Fuerzas)
Formulas: Δ𝑥 = I – Io ; 𝐹 = 𝑘 ∙ Δ𝑥
Donde: F: es la magnitud de la fuerza aplicada sobre el resorte.
Δ𝑥 : es la elongación del resorte .
K : coeficiente de elasticidad (se mide en: newton/metro (N/m). (1 kg. = 9,8 N).

71
Tabla 1: Relación entre Fuerzas y Alargamientos del Resorte.
Representación Gráfica:

72
Anexo 5
Boceto de Idea Inicial sobre el Banco de Prueba

Banco de prueba como herramienta en la aplicación de la propiedad de elasticidad de un resorte. Laboratorio de Resistencia de Materiales

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