Ley de elasticidad de Hooke

Es una ley de la mecánica y la física descubierta por Robert Hooke.

Esta teoría de la elasticidad dice que la extensión de un muelle es proporcional a la carga que se le aplica. Muchos materiales cumplen esta ley siempre que la carga no supere el límite elástico del material. Los materiales para los que la ley de Hooke es útil se conocen como materiales lineales-elásticos o "Hookeanos".

  La ley de Hooke modela las propiedades de los muelles para pequeños cambios de longitud  Zoom
La ley de Hooke modela las propiedades de los muelles para pequeños cambios de longitud  

El experimento de Hooke, mostrado en su propia obra 'de Potetia Restitutiva'  Zoom
El experimento de Hooke, mostrado en su propia obra 'de Potetia Restitutiva'  

La ecuación del muelle

La longitud de un muelle cambia siempre en la misma cantidad cuando se empuja o se tira de él. La ecuación para esto es:

F = k x {\displaystyle F=kx} {\displaystyle F=kx}

donde

F es la cantidad (de empuje o de tracción) que hay en el muelle

k es una constante, la rigidez del muelle.

x es la distancia a la que se ha empujado o tirado del muelle

Cuando x = 0, el muelle está en la posición de equilibrio. Esta ecuación sólo funciona con un muelle lineal. Un muelle lineal es un muelle que sólo se empuja o se tira en una dirección, por ejemplo, hacia la izquierda o hacia la derecha o hacia arriba o hacia abajo.

 

Energía potencial elástica

Ejemplos de objetos cotidianos que tienen energía potencial elástica son las bandas elásticas estiradas o comprimidas, los muelles, las cuerdas elásticas, los amortiguadores de los coches, etc.

La energía potencial elástica es la energía guardada en un objeto que se estira, se comprime (la compresión consiste en apretar los objetos), se tuerce o se dobla. Por ejemplo, una flecha obtiene la energía potencial elástica del arco. Cuando sale del arco, la energía potencial se convierte en energía cinética. La ecuación de la energía potencial elástica es:

U = 1 2 k x 2 {\displaystyle U={{1}{2}}kx^{2}} {\displaystyle U={\frac {1}{2}}kx^{2}}

Lo que significa:

U es la energía potencial elástica.

k es la constante del muelle.

x es la distancia empujada o tirada.  


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