La constante del resorte y su unidad
¿Qué sucede cuando las fuerzas deforman los cuerpos elásticos? El ejemplo más simple es un resorte en espiral, cuya deformación se puede describir con la constante del resorte (incluida la unidad física).
¿Cuánto se deforma un resorte?
Las ramas de los árboles se doblan por la fuerza del viento, las raquetas de tenis quedan abolladas por el golpe de la pelota. Muchos objetos vuelven a su forma original después de haber sido deformados por una fuerza externa: son elásticos. El modelo más simple para tales deformaciones son los resortes helicoidales:
- Un experimento escolar típico en relación con el estiramiento de tales resortes es colocar diferentes pesos y medir la extensión respectiva.
- Si se traza gráficamente la fuerza que actúa (es la fuerza gravitacional o la fuerza de la gravedad) contra la extensión, esto da como resultado resortes elásticos una relación lineal: la fuerza F (en la unidad N para newtons) es proporcional a la extensión s (en la unidad m para metros o cm para centímetros). En otras palabras: si duplica el peso adjunto, por ejemplo, la extensión del resorte también se duplica.
Por cierto, lo siguiente se aplica a la fuerza F si actúa como fuerza de gravedad: F = m * g, donde m es la masa del cuerpo adherido en kilogramos yg es la aceleración debida a la gravedad (g = 9,81 m / s²).
Constante de resorte - definición y unidad
- Sin embargo, cuando experimente con diferentes resortes, encontrará que cambian cuando se coloca un peso. se comportan de manera diferente: algunas plumas se pueden estirar fácilmente (es decir, con poco esfuerzo), mientras que otras solo tienen un gran peso poco efecto.
- Aquí es donde entra en juego una propiedad material de estos resortes, que se denomina constante de resorte. Ésta es la relación entre la fuerza F aplicada y la extensión de la trayectoria s. En la notación de fórmulas, obtienes D = F / s, donde D es la constante del resorte. Matemáticamente, D no es más que la constante de proporcionalidad entre fuerza y alargamiento.
- La definición también da la unidad de las constantes, a saber, Newtons por metro (o Newtons por centímetro), abreviado como N / m.
- Por el contrario, si se conoce la constante de resorte D, entonces la relación entre la fuerza y el alargamiento se puede determinar usando la ley de Hooke. Se aplica lo siguiente: F = D * s. Esta ley también se aplica a la compresión o torsión de cuerpos.
El investigador inglés Robert Hooke se ocupó del comportamiento elástico ...
Sin embargo: la constante de resorte D es, por supuesto, solo constante en el rango elástico del resorte y la ley de Hooke solo se aplica allí. Si estira demasiado los resortes, ingresa al área de plástico. Incluso las bandas de goma o los globos no siguen estrictamente esta ley.
