2. Objetivo de Aprendizaje
• Relacionar la aplicación de fuerzas con la
deformación de materiales elásticos y medir una
fuerza a partir de dicha propiedad.
3. Tipos de materiales
elásticos
• Algunos materiales elásticos de
uso común, como por ejemplo
caucho, el neopreno y el
poliuretano, son los
elastómeros, un tipo de
polímero.
• Sin embargo, nos
concentraremos en un tipo
particular de material elástico,
LOS RESORTES. Estos
experimentan deformaciones
reversibles solo al ser sometidos
a determinadas fuerzas
4. Los resortes se clasifican en:
1. Resortes de tracción: cuando al aumentar su longitud
es posible observar la acción de la fuerza restauradora.
2. Resortes de compresión: cuando al disminuir su
longitud se manifiesta la fuerza restauradora.
3. Resortes de torsión: cuando al experimentar un giro
o torsión es posible distinguir los efectos de la fuerza
restauradora
5.
6. Ley de Hooke
• La relación entre fuerza y
estiramiento fue
establecida por Robert
Hooke, en el siglo XVII.
Este físico inglés observó
que el largo natural del
resorte se modificaba (se
estiraba o alargaba)
proporcionalmente al
peso que se colgaba
desde él.
7. • Hooke se dio cuenta de que al
graficar la fuerza que se le
aplicaba al resorte en función
de la elongación, se originaba
una línea recta, es decir, “La
fuerza era directamente
proporcional a la elongación
del resorte”.
• De esta manera llegó a concluir
que: los cambios de longitud
de un material elástico son
directamente proporcionales
a la magnitud de la fuerza
que se les aplica.
8. • Esta afirmación es la llamada Ley de Hooke, cuya
expresión matemática es:
• Donde: F es la fuerza aplicada al resorte.
x es el cambio de longitud del resorte.
k es el coeficiente de elasticidad.
• La fuerza restauradora, FR, que opone el resorte tiene
igual magnitud y dirección que la fuerza externa, pero
sentido opuesto. Esta se expresa como:
9. • Nota:
Cabe mencionar que esta ley es válida solo para el
rango de elasticidad del material. Es decir, una vez que
se sobrepasa el LÍMITE DE ELASTICIDAD de un
material, la fuerza restauradora deja de ser
proporcional a la elongación.
10. • El valor de la constante k
es una medida de la
resistencia a la
deformación que posee el
resorte. A mayor valor,
mayor resistencia a la
deformación. Esta
constante recibe el
nombre de coeficiente
de elasticidad.
• En el sistema
internacional de
unidades, k se mide en
newton/metro (N/m)
11. Ejemplo:
• Un grupo de estudiantes analiza el comportamiento de un
resorte que cumple con la ley de Hooke. Si al aplicarle
una fuerza de 10 N ellos observan que la elongación de
este alcanza los 4cm, entonces, ¿qué fuerza debería
aplicarse sobre él, para que su elongación sea de 6 cm?
12.
13. Ejercicios:
1. Romina le muestra a su amigo Joaquín la siguiente
tabla:
Ella le explica que la tabla corresponde a los datos
referentes a la elongación de un resorte al que se
le aplican una serie de fuerzas. Luego, le pide a
Joaquín que complete la tabla. ¿Qué datos debería
consignar en los casilleros en blanco?, y ¿Cuál es el valor
del coeficiente de elasticidad?
14. 2. Ricardo aplica una fuerza de 20 N sobre un resorte y
logra estirarlo 8 cm, tal como se representa en la
imagen.:
Si el resorte se encuentra en su rango de elasticidad, ¿cuál
es su constante de elasticidad?
