2.2. 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.

Captura de pantalla simulación muelle
Simulación de Jesús Peñas en Educaplus

Ejercicio Resuelto

Determinemos la relación fuerza/elongación.

Primero vamos a medir cuánto se deforma el muelle cuando colocamos sobre él diferentes masas. En primer lugar selecciona un muelle, cuelga el platillo, y anota los datos (pulsando el botón anotar). Seguidamente, añade las distintas pesas de forma que puedas completar la siguiente tabla:

Masa (g) 20 25 30 35
Fuerza(N)        
Elongación (cm)        

Con los datos de la tabla cumplimentada, representa gráficamente la fuerza aplicada frente a la elongación.

Recuerda que el peso de un cuerpo se puede calcular multiplicando la masa por la aceleración de la gravedad.

F=m·g

La gráfica que has obtenido en el ejercicio anterior es una recta que pasa por el origen de coordenadas. Esto significa que el alargamiento del muelle es directamente proporcional a la fuerza aplicada. 

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.

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.

Comprueba lo aprendido

Pregunta

¿Cuánto se alargará un muelle si su constante elástica es 100 N/m y le aplicas una fuerza de 50 N?

Respuestas

100 cm

50 cm

0,5 cm

500 cm

Retroalimentación

Pregunta

Si el muelle se alarga 65 cm, ¿qué fuerza has aplicado?

Respuestas

65 N

0,65 N

100 N

650 N

Retroalimentación