2. Ley de Hooke
La dinámica es la parte de la Física que se dedica al estudio de las causas del movimiento.
Ya hemos comentado que una posible definición del movimiento armónico simple de un punto material es cuando éste se haya sometido a una fuerza restauradora, proporcional al desplazamiento de su posición de equilibrio.
Bueno, pues estos movimientos son ocasionados por la acción de una fuerza variable, es decir, que su valor no es fijo. A la misma se le llama fuerza recuperadora y es proporcional a la distancia desde un punto de referencia.
Puedes probar con esta simulación para poder entender esta situación un poco más.
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Una cuestión importante sobre la fuerza que rige y provoca el movimiento armónico simple es el carácter recuperador de la misma. Dicha fuerza tiene sentido contrario a la fuerza aplicada, siguiendo la tercera ley de la dinámica. Por tanto, la interacción existente tiene una dirección, un sentido y un módulo, por consiguiente, es un vector.
F=-kx
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bajo licencia Copyright con permiso del autor |
Con la animación se pretende que relaciones la fuerza ejercida sobre el objeto, muelle, y los efectos que la misma ocasiona. En este caso, se pone de manifiesto la propiedad que se conoce por elasticidad.
Como has visto en la animación el objeto ha sufrido modificaciones en su forma, al suprimir el causante de dicha deformación, el cuerpo recupera su estado inicial. Es la propiedad antes mencionada, elasticidad.
Esta característica que poseen ciertos materiales, fue estudiada por Robert Hooke. Este científico inglés formuló la ley de la elasticidad que lleva su nombre. La misma establece una relación de proporcionalidad directa entre el alargamiento sufrido por el material en función de la fuerza aplicada sobre el mismo.
La ley dio paso a varias posibilidades, como el estudio profundo de la elasticidad de los materiales, la posibilidad de construir un aparato que fuera capaz de dar un valor del módulo de la fuerza, éste se conoce por dinamómetro. Incluso, el propio Hooke aplicó sus estudios a la construcción de componentes de relojes para mejorar la precisión de los mismos.
La fuerza es una magnitud vectorial y para que te vincules al concepto de vector te dejo una animación que bien podría representar a una fuerza y verás como cambia según las condiciones que le des.
| Elaboración propia |
En física es fundamental recordar como se opera con vectores, me refiero a la suma y la resta. Sin embargo,en este curso, usarás más la multiplicación de vectores. Esta operación es algo especial ya que existen varias formas, se conocen por: escalar, vectorial y producto mixto. Además, es posible multiplicar o dividir un escalar por un vector. Te aconsejo que visites estos enlaces para recordar el trabajo con vectores: