Muelles y resortes. Fuerza, energía y ley de Hooke

¿Te gustaría conocer el funcionamiento de un muelle y como se relacionan los distintos parámetros que lo caracterizan?

Las simulaciones de muelles online de esta página nos enseñan de forma práctica cómo funcionan estos dispositivos, cuáles son las fuerzas que actúan, cómo almacenan energía y qué nos dice la ley de Hooke.

Un muelle es un dispositivo mecánico flexible y elástico que se utiliza para almacenar energía potencial elástica y aplicar fuerza cuando se deforma. Consiste en una tira, alambre o barra de material elástico, como acero o metal, que tiene una forma enrollada, en espiral o en forma de zigzag. Cuando se comprime o estira un muelle, almacena energía potencial en forma de deformación elástica, y cuando se libera, esa energía se convierte en energía cinética.

Los muelles pueden tener diferentes formas y configuraciones según su uso específico. Algunos ejemplos comunes incluyen muelles de compresión, muelles de extensión y muelles de torsión.

Estos dispositivos se rigen por la Ley de Hooke, que establece la relación lineal entre la fuerza aplicada sobre un resorte y la deformación resultante. La Ley de Hooke es enunciada como F = -kx, donde F representa la fuerza aplicada, k es la constante del resorte (también conocida como constante elástica) y x es la deformación experimentada por el resorte. La ecuación indica que la fuerza es proporcional a la deformación y actúa en dirección opuesta a ella. En sentido estricto, la Ley de Hooke es una aproximación válida siempre y cuando la deformación sea pequeña y el material del resorte mantenga su comportamiento elástico lineal. Sin embargo, en deformaciones mayores, otros factores como la plasticidad y la fatiga pueden afectar la respuesta del resorte.

Los muelles tienen una enorme variedad de aplicaciones: suspensiones de automóviles, relojes, colchones, puertas automáticas y muchas más.

Fuerza elástica


En esta simulación, se examina la relación entre la fuerza que se aplica aun muelle y la longitud del muelle. Se pueden observar los cambios que se producen al escoger distintos tipos de muelles.

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Trabajo y energía en un muelle


En esta simulación, se examina la relación entre la cantidad que se estira un muelle y el trabajo necesario para hacerlo. ¿Cuánta energía queda acumulada en el muelle? Se pueden observar los cambios que se producen al escoger distintos tipos de muelles.

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Energía en un muelle


Esta simulación tiene por objetivo investigar las transformaciones que ocurren cuando la energía potencial elástica se convierte en energía cinética. Se puede modificar la masa del objeto, la constante del muelle y su nivel de compresión.

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Ley de Hooke


¡Estira y comprime los resortes para explorar las relaciones entre la fuerza, constante del resorte, el desplazamiento y la energía potencial! Investiga lo que ocurre cuando dos resortes están conectados en serie y en paralelo.

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Masas y resortes I


Cuelga masas de manantiales y descubre cómo se estiran y oscilan. Compara dos sistemas de masa de resorte y experimenta con la constante de resorte. Transporta el laboratorio a diferentes planetas, ralentiza el tiempo y observa la velocidad y la aceleración a lo largo de la oscilación.

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Masas y resortes II


Cuelga las masas de los resortes y ajusta la constante del resorte y la amortiguación. Transporta el laboratorio a diferentes planetas, o ralentiza el tiempo. Observa las fuerzas y la energía en el sistema en tiempo real y mide el período utilizando el cronómetro.

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