5.2 Ley de Hooke
La Ley de Hooke describe la relación entre la fuerza aplicada a un resorte y la deformación que esta fuerza produce en él. Fue formulada por Robert Hooke en el siglo XVII y establece que:
"La deformación (elongación o compresión) de un resorte es directamente proporcional a la fuerza aplicada, siempre que no se exceda el límite elástico del resorte."
Fórmula matemática de la Ley de Hooke:
Donde:
-
𝐹: Fuerza aplicada al resorte (Newton, N)
-
𝑘: Constante elástica del resorte (N/m), que indica la rigidez del resorte
-
𝑥: Deformación del resorte (metros, m), medida como el alargamiento o compresión respecto a su posición de equilibrio
Características importantes:
-
Constante elástica (𝑘):
-
Es una propiedad específica de cada resorte. Un resorte con mayor 𝑘 es más rígido y difícil de deformar.
-
Se determina experimentalmente con una pendiente en el gráfico Fuerza vs. Deformación.
-
-
Límite elástico:
-
La ley de Hooke solo es válida hasta el punto donde el resorte puede regresar a su posición original (comportamiento elástico).
-
Si se excede este límite, el material se deforma de manera permanente (comportamiento plástico).
-
El dinamómetro
es un instrumento utilizado para medir fuerzas. Su funcionamiento se basa generalmente en la Ley de Hooke, donde un resorte calibrado se estira o comprime en proporción a la fuerza aplicada.
Partes principales de un dinamómetro:
-
Resorte: Es el componente principal que se deforma bajo la acción de una fuerza.
-
Escala graduada: Marca los valores de fuerza, generalmente en Newton (N), aunque también puede incluir kilogramos (kg-f) o libras (lb).
-
Gancho o soporte: Para colgar objetos o aplicar la fuerza.
-
Cuerpo protector: Protege el resorte y asegura la precisión del instrumento.
-
Video Educativo
Simulación interactiva de la Ley de Hook: