La fuerza de los cuerpos elásticos
Es común encontrar en la vida diaria cuerpos sólidos constituidos por materiales que tienen propiedades elásticas. Ejemplo de ello lo tenemos en las cuerdas de una guitarra, resortes, algunas superficies donde se apoyan diversos objetos y estructuras. Las fuerzas que estos objetos ejercen sobre los cuerpos apoyados o suspendidos en ellos recibe el nombre de fuerza elástica.
En todos los cuerpos sólidos existen fuerzas contrarias de atracción y repulsión, pero entre las propiedades más importantes de los materiales están sus características elásticas.
Estudio de caso : Estudio de la fuerza elástica
Observa las imágenes y analiza:
¿Qué ocurre con la deformación del resorte al colocar cuerpos de diferentes masas?
¿Qué le sucede a la deformación de los resorte cuando se coloca un mismo cuerpo en ellos?
Reflexiona en la causa que hace que el resorte no continúe deformándose al colocarle un cuerpo en su extremo.
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Definición : Fuerza elástica
Es la fuerza que surge en un cuerpo elástico deformado, que cesa cuando el cuerpo recupera su forma original y que tiene sentido opuesto a la deformación.
Características principales de la fuerza elástica
Cuando estiramos, comprimimos, doblamos o torcemos un resorte surge una fuerza elástica, la cual permanece constante, al mantener constante la deformación. Esta fuerza solo cesa cuando el resorte recupera su forma original.
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Cuanto mayor deformación queremos tener, mayor esfuerzo hay que aplicar sobre el cuerpo que se quiere deformar. Por consiguiente, el valor de la deformación nos informa sobre el valor de la fuerza aplicada.
¿Qué relación existe entre el valor de la fuerza elástica y la deformación?
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El análisis de la gráfica nos informa que la deformación elástica es proporcional a la fuerza aplicada.
Fundamental :
Las llamadas fuerzas elásticas, son proporcionales a la deformación del cuerpo elástico que la produce y están dirigidas en sentido contrario a la dirección del desplazamiento de las partículas del cuerpo durante la deformación.
Fe : Es la fuerza elástica
k : Constante elástica[1] del cuerpo elástico y se mide en newton metros, N/m. Es independiente para cada muelle o resorte.
x : Es la deformación del muelle y se mide en metros.
El signo negativo de la ecuación es debido a que el sentido de la fuerza elástica es opuesto a la deformación.
Si se analizan otros fenómenos mecánicos donde se trabajen con cuerdas y cables poco inextensibles, no podríamos realizar el estudio aplicando el concepto estricto de fuerza elástica.
Existen otros tipos de fuerzas de naturaleza elástica originadas también como reacción a una deformación, pero se manifiestan de manera diferente ante un análisis. ¿Será este el caso de la fuerza de tensión?
Algo de historia : Robert Hooke
Robert Hooke (1635-1703) científico inglés. Trabajó en el estudio de la elasticidad de los cuerpos, el movimiento planetario y el análisis de la naturaleza de la combustión.
Su aporte más significativo es la formulación de la teoría de la elasticidad, que hoy conocemos como ley de Hooke.
Saber más :
Cuando los cuerpos se alargan, aumenta la distancia entre los átomos, entonces aumentan las fuerzas de atracción entre las partículas. Cuando se comprimen, en el cuerpo surgen las fuerzas de repulsión. Surgen las fuerzas de naturaleza eléctricas que restablecen las dimensiones iniciales del cuerpo.
Saber más :
Usos y aplicaciones de los resortes
