Resortes

¡Bienvenido!, en esta primera oportunidad vamos a explicar el concepto general de los resortes, lo cuales encontramos en una gran variedad de aplicaciones. Veremos los materiales que se usan para su producción, las características en el movimiento mostrando una de sus propiedades que muestra un efecto oscilatorio expresado por la expresión:

$\mathrm{T}=2\pi\sqrt{\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{k}}}$, donde vemos que aparece una constante $k$ la cuál se explicará en las próximas clases, así que ¡vamos a clase!

¡Hola!, a continuación, explicaremos las propiedades de elasticidad que poseen los resortes denominando nuevos conceptos tales como esfuerzo ($\sigma$) y deformación ($\epsilon$), esto a partir de la diferencia del desplazamiento del resorte y la longitud inicial del mismo, adicional explicaremos que cuando a un resorte se le aplica una fuerza determinada, éste por sus propiedades elásticas puede presentar una deformación elástica (regresa a la forma inicial) o una deformación plástica (no regresa a su forma anterior).

¡Bienvenido!, en esta oportunidad vamos a explicar los diferentes tipos de resortes que existen actualmente, detallando los principales usados en física. Veremos que de toda esta gama el análisis matemático se basa principalmente en los resortes de tensión pues estos considerados también muelles muestran de forma directa el alongamiento (desplazamiento) que poseen al aplicársele una fuerza determinada. Adicional explicaremos aquellos que son capaces de almacenar energía en su interior para luego liberarla luego de interrumpir la fuerza generadora, así que ¡vamos a clase!

¡Qué tal!, a continuación, explicaremos la ley que demuestra el comportamiento físico de forma ideal de los resortes, principalmente los resortes o muelles de tensión, la ley de Hooke. Esta ley explica que para muchos materiales la curva de esfuerzo vs. deformación tiene una región lineal, de esta manera la fuerza requerida para estirar un objeto elástico, como un resorte de metal, es directamente proporcional a la extensión del resorte, veremos adicional que es importante considerar la dirección de la fuerza en cualquier análisis físico pues de ello depende el signo negativo de la expresión $F=-k x$.

¡Hola!, bienvenido nuevamente, en esta oportunidad vamos a explicar la energía potencial elástica generada por los resortes a partir de la relación directa de las fuerzas conservativas que estos poseen. Recuerda que toda fuerza conservativa conlleva a energías potenciales y cinéticas, pues, así como se explicó en otros módulos la fuerza gravitacional, veremos un comportamiento similar a partir del movimiento de los muelles paralelo a la dirección de la fuerza determinada. En otras palabras llegaremos a la siguiente expresión: $U=\frac{1}{2} k(\Delta x)^{2}$, así que ¡vamos a clase!

¡Bienvenido!, en esta oportunidad vamos a realizar un breve ejercicio haciendo uso de la ley de Hooke explicada en la clase anterior, tendremos una carga con determinada masa sujeta a un resorte de tensión de forma vertical y procederemos a calcular en un principio la constante de proporcionalidad del mismo a partir de las condiciones iniciales, de esta forma procederemos a calcular en una segunda instancia la fuerza ejercida del mismo resorte a cierto estiramiento de forma horizontal, así que no lo dudes y resolvamos el ejercicio.

¡Hola!, a continuación, vamos a explicar el trabajo efectuado por los resortes a partir de lo visto en clases anteriores sobre la ley de Hooke que demuestra el comportamiento ideal de estos. Veremos que partiendo de la definición principal del trabajo en cinemática (Un trabajo efectuado se genera cuando existe un desplazamiento de un cuerpo en la dirección paralela a la fuerza aplicada), llegaremos a una nueva expresión que calcular de forma precisa nuestro trabajo desde un punto inicial hasta el punto máximo alcanzado por el resorte: $W=\frac{1}{2} k\left(x_{2}- x_{1}\right)$, así que no lo dudes más y ¡vamos con la explicación!

Quizá te preguntarás, ¿qué es el módulo de Young?, bueno en general es un número que mide la resistencia de un material al ser deformado elásticamente, por lo que vamos a relacionarlo con los resortes y sus características. Se dice que mientras más rígido es un material, más grande es su módulo de Young y como lo veremos en deformaciones de un muelle obedeceremos a la ley de Hooke. Adicional veremos que es interesante poder obtener la constante de proporcionalidad de los resortes a partir de esta combinación, conociendo las propiedades del material y sus dimensiones, así que no lo dudes y ¡vamos a clase!

¡Bienvenido nuevamente a Tarefa!, en esta oportunidad vamos a explicar la diferencia que existe entre un resorte posicionado de forma horizontal y vertical teniendo conectado sobre él una masa determinada. Encontraremos que a partir de un ejercicio básico donde calculamos la misma constante de proporcionalidad del resorte en ambos casos, existe una diferencia importante pues las fuerzas actuantes sobre ellos, aunque son las mismas, poseen características diferentes, así que, si te quedó la duda, entra a la clase ahora mismo y ¡averígualo!

¡Qué tal!, en esta oportunidad vamos a realizar un ejercicio que respecta al movimiento armónico simple que ejercen los resortes. Como habíamos explicado en clases anteriores, este movimiento obedece a la expresión: $\mathrm{T}=2 \pi\sqrt{\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{k}}}$, la cual como vemos

depende de la constante de proporcionalidad del resorte, la cual calcularemos haciendo uso de la ley de Hooke. De esta forma y asociando este movimiento a un movimiento uniformemente acelerado, por la segunda ley de Newton procederemos a obtener la aceleración de este objeto que se encuentra oscilando en un punto determinado, así que ven y ¡resolvamos el ejercicio juntos!