1.2 La medida de las fuerzas
Los cuerpos elásticos, muelles o resortes, se deforman cuando se les aplica una fuerza, pero recuperan su forma original al dejar de actuar la fuerza. La deformación producida y la fuerza aplicada están relacionadas. Podemos utilizar esta relación para medir las fuerzas.
Utilizando el simulador siguiente vas a encontrar la relación entre la fuerza aplicada en el extremo de un muelle y el aumento de su longitud.
Primero vamos a medir cuánto se deforma el muelle cuando colocamos sobre él diferentes masas. En primer cuelga el platillo, toma una referencia y mide, arrastrando el marcador, cuánto mide el muelle en esa situación. Ve colocando pesas de 10 g y anota las longitudes del muelle cuando en el platillo se colocan una, dos, tres y hasta seis pesas.
| Simulación de Jesús Peñas bajo licencia Creative Commons |
Ejemplo o ejercicio resuelto
Calcula cuánto se alarga el muelle para los diferentes pesadas que has hecho. Cumplimenta la tabla siguiente y representa gráficamente la fuerza aplicada frente a la elongación.
| Masa (g) |
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Fuerza(N) | ||||||
| Elongación |
Recuerda que el peso de un cuerpo se puede calcular multiplicando la masa por la aceleración de la gravedad.
La masa debe ir en kg y la aceleración de la gravedad en m/s2 para que la fuerza resulte expresada en Newtons.
F = k ΔL
Donde F es la fuerza aplicada, ΔL es el alargamiento del muelle y k es la constante elástica o constante recuperadora del muelle. Este resultado se conoce como ley de Hooke.
La constante elástica es una característica del muelle; su valor es la pendiente de la recta, representa la fuerza necesaria para alargarlo la unidad de longitud y se mide en N/m.
Para medir una fuerza puede utilizarse un aparato que se basa en la ley de Hooke y que recibe el nombre de dinamómetro.
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| Imagen de elaboración propia |
Un dinamómetro es un tubo que contiene un muelle y una escala graduada. Al aplicar una fuerza en el extremo del muelle, éste se estira y en la escala se lee el valor de la fuerza.
