Cuadro comparativo relaciones transtextuales.

Trabajo Práctico de Física:

La Ley de Hooke

• Alumnos: Amespil Milagros

                              Camacho Nicolás

                              Causa Delfina

                              Maceiras Clara

• Profesor: Sergio Eyman

• Curso: 4 económicas

• Año: 2015

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Consignas de trabajo:

1- Analizar y explicar que es la constante del resorte y que significado físico tiene.

2- Ver los casos de asociación de resortes y explicar cómo funciona cada uno, y cuáles son sus propiedades.

3- Encontrar dos aplicaciones en total de los resortes y sus asociaciones, y explicar cómo funciona cada una. Por ejemplo la cama elástica o la soga elástica.

4- Armar una demostración experimental con resortes.

1)

K es una constante positiva, llamada constante elástica del resorte.

La constante K es una medida de la fuerza necesaria para producir un estiramiento determinado del resorte; los resortes más rígidos tienen los valores de K mayores.

La ley de la fuerza para los resortes se la conoce como la Ley de Hooke. La fuerza ejercida por estos es una fuerza de restitución, tiende siempre a restablecer la posición de la partícula en x: 0.
Si dividimos la magnitud de la fuerza ejercida por el resorte entre la magnitud del desplazamiento de la partícula obtenemos siempre el mismo valor. De allí el concepto de la constante elástica del resorte.

Se dice que un cuerpo tiene propiedades elásticas cuando al dejar de actuar sobre él una fuerza deformante, recupera su forma y su tamaño originales. Las bandas y las pelotas de hule, los resortes y el caucho son ejemplos de cuerpos elásticos.

Robert Hooke, físico inglés, fue el que estudió para los cuerpos elásticos la relación entre las fuerzas deformantes y las deformaciones; y de esta esta relación surgió  la Ley de Hooke. Esta establece que el alargamiento de un muelle/resorte es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.

La fórmula:

F=k⋅ (x−x0)

Sus referencias:

• F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el resorte.

• k es la constante elástica del resorte, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el resorte. Esto es independiente de cada resorte, por eso cada uno tendrá una constante elástica propia.
• x0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza, es la longitud inicial.
• x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada, es la longitud final.
• Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle decimos que hemos superado su límite de elasticidad. Si lo rompemos se aplica esto.

2) Distintos casos de asociación de resortes:

Los resortes, pueden acoplarse de dos formas radicalmente diferentes, serie y paralelo, y por supuesto, cualquier otra asociación mixta que se pueda formar entre estas dos.

Estudiar una “batería” de resortes, conociendo las propiedades que tienen en cada una de las configuraciones base, simplifica extraordinariamente el cálculo de las mismas.

• Sistemas de resortes que actúan  en serie: Los resortes están asociados o acoplados en serie, si cada uno de ellos se inserta a continuación de otro en la misma línea de acción. Si sobre uno de los extremos de los resortes se ejecuta una fuerza de compresión o de estiramiento F, manteniendo fijo el otro extremo, esta fuerza, será la que actúe sobre cada uno de los resortes, sufriendo cada uno de ellos su propio estiramiento, según valgan sus constantes recuperadoras.

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• Sistemas de resortes que actúan en paralelo: Se produce cuando los resortes tienen un punto común de conexión. Tienen todos la misma longitud natural, con constantes recuperadoras, K1, K2,..., Kn, dispuestos de forma que todos sus extremos iniciales estén acoplados por un lado y los extremos finales por otro. Si se ejecuta una fuerza F de compresión o de estiramiento por uno de los extremos, manteniendo fijo el otro, por la naturaleza del acoplamiento, todos los resortes sufrirán el mismo incremento de longitud,  y estarán sometidos a fuerzas, F1, F2, ..., Fn, directamente proporcionales a sus constantes recuperadoras.

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• Una tercera asociación se puede dar: la mixta. Se puede formar entre la asociación en serie y la asociación en paralelo.

3) Dos ejemplos de aplicaciones:

• Los amortiguadores: El funcionamiento del amortiguador se basa en la circulación de aceite entre los dispositivos internos a través de un conjunto de válvulas que generan una resistencia al paso del mismo entre las cámaras del amortiguador. De esta forma se controlan las oscilaciones de la suspensión.

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La expansión  

Para que el amortiguador se abra, el pistón necesita subir y esto solo se logra si el aceite que está arriba del pistón fluye a través de este. Para controlar el paso del aceite, están los barrenos ubicados en el cuello del pistón y las ranuras que se hacen (codificado) en el asiento de la válvula de expansión. Además de los barrenos y las ranuras, está también el resorte de expansión que mantiene la válvula bajo presión controlada. El actuar de estos tres elementos, proporciona las fuerzas del amortiguador que se conocen como resistencias hidráulicas.  

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