Calculo de muelles o resortes
Bienvenido a la calculadora de la Ley de Hooke, aquí podrás resolver problemas de física para encontrar el estiramiento de un resorte, su fuerza y constante elástica:
RESULTADO
FORMULA
VARIABLES DE LA FORMULA
F = fuerza
k = constante elástica
Δx = alargamiento o elasticidad
En que consiste la Ley de Hooke
Dentro de los diferentes tipos de fuerza que existen, está le fuerza elástica, la cual es aplicada a aquellos materiales que pueden tener una deformación. Un objeto elástico es aquel que se deforma debido a la acción de una fuerza, pero recupera su forma inicial una vez que cesa esta fuerza.
El estiramiento de un resorte basado en la Ley de Hooke es que si a un muelle o resorte se le aplica un peso (fuerza), el alargamiento que sufre es directamente proporcional al peso aplicado (fuerza aplicada). La fórmula es la siguiente:
F = k * x (Fuerza es igual a la constante elástica por el alargamiento).
A mayor constante de elasticidad (k) el muelle será más difícil de deformar, dependiendo del tipo de material que sea.
La Ley de Hooke nos sirve para conocer cuál es el límite elástico, es decir; conocer el limite del resorte para el cual tiende a soportar un peso determinado, sin que se rompa.
Fórmulas de la Ley de Hooke
F = Es la fuerza aplicada al resorte. Generalmente, se expresa en Newton (N)
k = Es la constante de proporcionalidad, y está al ser una constante, el valor será un número específico de acuerdo al material el cual esté fabricado el resorte. Por lo general, estará dado por el enunciado del problema.
x = Será la deformación o alargamiento del resorte. Su unidad de medida puede ser expresada en metros (m), centímetros (cm) y pies (ft).
Problemas resueltos de la Ley de Hooke
Problema 1
Se ejerce una fuerza de 200 N sobre un resorte cuya longitud es 20 cm y se observa que la longitud del resorte alcanza un valor de 25 cm. Determinar:
a) La constante elástica del resorte
b) El alargamiento si se aplica una fuerza de 300 N.
Datos: Δx = 25 cm - 20 cm = 5 cm = 0.05 m F = 200 N Solución: a. La constante elástica del resorte F = k * x k = F / x k = 200 N / 0.05 m k = 4000 N/m b. El alargamiento si se aplica una fuerza de 300 N x = F / k x = 300 N / 4000 N/m x = 0.075 m
Problema 2
Tres pasajeros, con una masa total de 210 kg, suben a un vehículo de 1100 kg comprimiendo los muelles de este 3 cm. Considerando que los muelles actúan como un solo resorte, calcular:
a) La constante elástica de los muelles del vehículo si la fuerza aplicada por los tres pasajeros de de 2058 N.
b) La longitud x, que baja el vehículo si la fuerza aplicada es de 2744 N.
c) La fuerza que se debe aplicar al vehículo para que descienda 6 cm
Datos: Δx = 3 cm = 0.03 m Solución: a. Fuerza de 2058 N k = F / x k = 2058 N / 0.03 m k = 68,600 N/m b. El alargamiento si se aplica una fuerza de 2744 N x = F / k x = 2744 N / 68,600 N/m x = 0.04 m c. Vehículo descienda 6 cm F = k * x F = 68.600 N/m * 0.06 m F = 4,116 N
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Muy buena información, he logrado resolver mi ejercicio con esta calculadora.
Muy buena página, aprendí a calcular la ley de hooke de una manera fácil y sencilla. Gracias!!