En el mercado municipal, la señora de las naranjas pesa tu bolsa colgándola de una pesa de resorte: el resorte se alarga y una aguja marca el peso. ¿Qué relación hay entre lo que pesa la bolsa y lo que se estira el resorte? Y si te dan un resorte cualquiera, ¿cómo lo conviertes en una báscula? Esa relación tiene nombre: ley de Hooke.
El resorte se alarga en proporción a la fuerza
Si cuelgas pesas de $1\ \text{N}$, $2\ \text{N}$ y $3\ \text{N}$ de un mismo resorte, mides que se estira $1{,}5\ \text{cm}$, $3{,}0\ \text{cm}$ y $4{,}5\ \text{cm}$: cada newton añade siempre el mismo estiramiento. El doble de fuerza produce el doble de alargamiento. ¿Qué fórmula describe esa relación?
Cómo calcular F, k o x
La fórmula tiene tres letras: si conoces dos, despejas la tercera. Además, a veces los datos vienen en otras unidades o como longitudes del resorte, no como alargamientos.
La constante elástica: resortes «duros» y «blandos»
Si cuelgas la misma pesa de $5\ \text{N}$ del resorte fino de un bolígrafo y del resorte grueso de la suspensión de un camión, el primero se deforma varios centímetros y el segundo apenas se mueve. ¿Qué magnitud mide esa resistencia a deformarse?
El dinamómetro: un resorte para medir fuerzas
Cuando el dinamómetro está en reposo con la bolsa colgada, el resorte tira de la bolsa hacia arriba con una fuerza igual al peso, y la bolsa tira del resorte hacia abajo con esa misma fuerza. Por eso lo que marca es la fuerza que se ejerce sobre él.
Practica★☆☆Sin empezar
¿Qué es un dinamómetro? ¿Qué magnitud mide y en qué unidad? ¿Cuál es la pieza principal que lleva dentro?
¿Qué es un dinamómetro? ¿Qué magnitud mide y en qué unidad? ¿Cuál es la pieza principal que lleva dentro?
Colgamos una bolsa de naranjas de un dinamómetro y este marca $15\ \text{N}$, como se muestra en la figura. a) ¿Qué fuerza está midiendo el dinamómetro? b) La bolsa está…
Colgamos una bolsa de naranjas de un dinamómetro y este marca $15\ \text{N}$, como se muestra en la figura.
a) ¿Qué fuerza está midiendo el dinamómetro?
b) La bolsa está quieta: ¿qué fuerza hace el dinamómetro sobre la bolsa?
La ley de Hooke no vale para cualquier fuerza. Si estiras demasiado un resorte, se queda deformado y ya no regresa a su longitud original. El punto donde empieza esto se llama límite elástico. Antes de él, el resorte es elástico y se cumple $F = k \cdot x$; después, la gráfica deja de ser una recta.
Vuelve al principio: la pesa del mercado marca el peso porque el resorte se alarga en proporción a la fuerza, y con $k$ conocida puedes graduar su escala en newtons.
Resumen
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