Muelles y resortes. Fuerza, energía y 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.