FÍSICA
“Ley de Hooke”
“Ley de
Hooke”
(Ley de la
elasticidad)
En 1676, Robert Hooke descubrió y
estableció la ley que lleva su
nombre, que se utiliza para definir
las propiedades elásticas de un
cuerpo.
(1635 - 1703)
Físico y
astrónomo
inglés.
La ley de elasticidad de Hooke o ley de
Hooke, es originalmente formulada para
casos de estiramiento longitudinal,
establece que la deformación de un
material elástico es directamente
proporcional a la fuerza aplicada F.
F: Fuerza de recuperación elástica (N).
k: constante del resorte (N/m).
X: deformación (x=Lf - Lo) (m).
¿ Qué es el
dinamómetro ?
Es un instrumento utilizado para medir la intensidad de las fuerzas
que se basa en la ley de Hooke. Consiste en un tubo en cuyo interior
se encuentra un muelle elástico. El valor de la fuerza se lee en una
escala graduada incorporada al aparato.
En (b), el bloque se jala hacia la derecha y el resorte jala
el bloque hacia la izquierda debido a que esta fuerza
actúa para restablecer el estado de reposo.
La figura siguiente muestra un resorte en su estado de
reposo (a), esto es, sin compresión o extensión. Uno de
los extremos está fijo, y tiene un cuerpo unido en el
extremo libre.
Si el resorte se comprime al empujar el bloque hacia la
izquierda como en (c), la fuerza del resorte empuja hacia
la derecha.
Si x es positivo, Fx es negativa debido a que la fuerza actúa
hacia la izquierda. Si x es negativa, Fx será positiva. Note que
la fuerza del resorte es una fuerza variable ya que es una
función de x.
La elasticidad es la propiedad física en la que los objetos son capaces
de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un
objeto.
¿Qué es la
elasticidad?
El objeto tiene la capacidad de
regresar a su forma original
cuando cesa la deformación.
Límite
elástico
También denominado límite de elasticidad es la tensión
máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir
deformaciones permanentes.
Si se aplican tensiones superiores
a este límite, el material
experimenta deformaciones
permanentes y no recupera su
forma original al retirar las cargas.
Ley de Hooke
para los resortes
Conforme el resorte está estirado (o comprimido) cada vez
más, la fuerza de restauración del resorte se hace más
grande y es necesario aplicar una fuerza mayor.
¿Qué es un
resorte?
El resorte es un dispositivo fabricado con un material elástico, que
experimenta una deformación significativa pero reversible cuando se le
aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las
básculas de resorte o para almacenar energía mecánica, como en los
relojes de cuerda.
En una báscula de resorte, por
ejemplo, suele estar arrollado
en forma de hélice, y su
elongación (estiramiento) es
proporcional a la fuerza
aplicada. Estos resortes
helicoidales reciben el nombre
de muelles.
La forma de los
resortes depende de
su uso
Sistemas de
resortes
Los resortes se pueden
configurar en:
• Sistemas en serie
• Sistemas en paralelo.
Sistemas de
resorte en serie
Cuando se dispone los resortes uno a continuación del otro.
Para determinar la constante elástica equivalente (keq) se define de la
siguiente manera:
Sistema de resortes
en paralelo
Cuando los resortes tienen un punto común de
conexión.
Para determinar la constante elástica equivalente ( keq)
se define de la siguiente manera:
Ejemplo
El muelle de un dinamómetro se alarga 12 cm cuando aplicamos sobre él una fuerza de 18
N. Calcula el alargamiento del muelle al aplicar una fuerza de 24 N.
■ Datos: X = 12 cm = 0,12 m F = 18 N
𝐹 = 𝑘 × ∆𝑥
𝐾 =
𝐹
∆𝑋
=
18 𝑁
0,12𝑚
= 150
𝑁
𝑚
Calcula el alargamiento del muelle:
∆𝑥 =
𝐹
𝑘
=
24 𝑁
150 𝑁/𝑚
= 0,16𝑚
■ Si a un resorte se le cuelga una masa de 200 gr y se deforma
15 cm, ¿cuál será el valor de su constante?
Datos:
𝑚 = 200𝑔 ×
1𝑘𝑔
1000𝑔
= 0,20𝑘𝑔
𝑥 = 15𝑐𝑚 ×
1𝑚
100𝑐𝑚
= 0,15𝑚
𝑔 = 9.81
𝑚
𝑠2
𝐹 = 𝑚 × 𝑔
𝐹 = 0,20𝑘𝑔 × 9.81
𝑚
𝑠2
𝐹 = 1,96𝑁
𝑘 =
𝐹
∆𝑥
=
1,96 𝑁
0,15𝑚
= 13,06
𝑁
𝑚
Conclusión
En resumen y como conclusión, la ley de
Hooke es la base de todos los fenómenos
elásticos, en particular de los resortes como
lo vimos anteriormente, y sabemos que si
algún material sobrepasa de su limite
elástico este tenderá a su ruptura.
Bibliografía
■ Bueche,F. y Hecth.E. ( 2007), Física general, Editorial McGraw-Hill Companies,
Inc.
■ Vallejo.I y Zambrano,J (2009), Física Vectorial I, Editorial Rodin.

Fisica Ley de Hooke.pptx

  • 1.
  • 2.
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    En 1676, RobertHooke descubrió y estableció la ley que lleva su nombre, que se utiliza para definir las propiedades elásticas de un cuerpo. (1635 - 1703) Físico y astrónomo inglés.
  • 4.
    La ley deelasticidad de Hooke o ley de Hooke, es originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que la deformación de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F. F: Fuerza de recuperación elástica (N). k: constante del resorte (N/m). X: deformación (x=Lf - Lo) (m).
  • 5.
    ¿ Qué esel dinamómetro ? Es un instrumento utilizado para medir la intensidad de las fuerzas que se basa en la ley de Hooke. Consiste en un tubo en cuyo interior se encuentra un muelle elástico. El valor de la fuerza se lee en una escala graduada incorporada al aparato.
  • 6.
    En (b), elbloque se jala hacia la derecha y el resorte jala el bloque hacia la izquierda debido a que esta fuerza actúa para restablecer el estado de reposo. La figura siguiente muestra un resorte en su estado de reposo (a), esto es, sin compresión o extensión. Uno de los extremos está fijo, y tiene un cuerpo unido en el extremo libre. Si el resorte se comprime al empujar el bloque hacia la izquierda como en (c), la fuerza del resorte empuja hacia la derecha.
  • 7.
    Si x espositivo, Fx es negativa debido a que la fuerza actúa hacia la izquierda. Si x es negativa, Fx será positiva. Note que la fuerza del resorte es una fuerza variable ya que es una función de x.
  • 8.
    La elasticidad esla propiedad física en la que los objetos son capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto. ¿Qué es la elasticidad? El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación.
  • 9.
    Límite elástico También denominado límitede elasticidad es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas.
  • 10.
    Ley de Hooke paralos resortes Conforme el resorte está estirado (o comprimido) cada vez más, la fuerza de restauración del resorte se hace más grande y es necesario aplicar una fuerza mayor.
  • 11.
    ¿Qué es un resorte? Elresorte es un dispositivo fabricado con un material elástico, que experimenta una deformación significativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las básculas de resorte o para almacenar energía mecánica, como en los relojes de cuerda.
  • 12.
    En una básculade resorte, por ejemplo, suele estar arrollado en forma de hélice, y su elongación (estiramiento) es proporcional a la fuerza aplicada. Estos resortes helicoidales reciben el nombre de muelles. La forma de los resortes depende de su uso
  • 13.
    Sistemas de resortes Los resortesse pueden configurar en: • Sistemas en serie • Sistemas en paralelo.
  • 14.
    Sistemas de resorte enserie Cuando se dispone los resortes uno a continuación del otro. Para determinar la constante elástica equivalente (keq) se define de la siguiente manera:
  • 15.
    Sistema de resortes enparalelo Cuando los resortes tienen un punto común de conexión. Para determinar la constante elástica equivalente ( keq) se define de la siguiente manera:
  • 16.
    Ejemplo El muelle deun dinamómetro se alarga 12 cm cuando aplicamos sobre él una fuerza de 18 N. Calcula el alargamiento del muelle al aplicar una fuerza de 24 N. ■ Datos: X = 12 cm = 0,12 m F = 18 N 𝐹 = 𝑘 × ∆𝑥 𝐾 = 𝐹 ∆𝑋 = 18 𝑁 0,12𝑚 = 150 𝑁 𝑚
  • 17.
    Calcula el alargamientodel muelle: ∆𝑥 = 𝐹 𝑘 = 24 𝑁 150 𝑁/𝑚 = 0,16𝑚
  • 18.
    ■ Si aun resorte se le cuelga una masa de 200 gr y se deforma 15 cm, ¿cuál será el valor de su constante? Datos: 𝑚 = 200𝑔 × 1𝑘𝑔 1000𝑔 = 0,20𝑘𝑔 𝑥 = 15𝑐𝑚 × 1𝑚 100𝑐𝑚 = 0,15𝑚 𝑔 = 9.81 𝑚 𝑠2 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 𝐹 = 0,20𝑘𝑔 × 9.81 𝑚 𝑠2 𝐹 = 1,96𝑁 𝑘 = 𝐹 ∆𝑥 = 1,96 𝑁 0,15𝑚 = 13,06 𝑁 𝑚
  • 19.
    Conclusión En resumen ycomo conclusión, la ley de Hooke es la base de todos los fenómenos elásticos, en particular de los resortes como lo vimos anteriormente, y sabemos que si algún material sobrepasa de su limite elástico este tenderá a su ruptura.
  • 20.
    Bibliografía ■ Bueche,F. yHecth.E. ( 2007), Física general, Editorial McGraw-Hill Companies, Inc. ■ Vallejo.I y Zambrano,J (2009), Física Vectorial I, Editorial Rodin.