resorte

Resorte
Para otros usos de este término, véase Resorte (desambiguación).


Muelles de tracción.
13-04-05-Skoda Museum Mladá Boleslav by RalfR-009.jpg

Se conoce como resorte o muelle a un operador elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es sometido, en la mecánica son conocidoserróneamente como "la muelle" varían así de la región o cultura. Son fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al carbono, acero inoxidable, acero al cromo-silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, entre otros, que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.
Se les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes,productos de uso cotidiano, herramientas especiales o suspensiones de vehículos. Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía. Siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las solicitaciones externas.
Índice [ocultar]
1 Tipos de resortes
2 Física del resorte
2.1 Energía dedeformación
2.2 Ecuación diferencial y ecuación de ondas
2.2.1 Muelle con una masa suspendida
2.2.2 Muelle de densidad variable
2.3 Soluciones a la ecuación de ondas en un muelle
3 Véase también
4 Enlaces externos
Tipos de resortes[editar · editar fuente]



Resorte de torsión.
De acuerdo a las fuerzas o tensiones que puedan soportar, se distinguen tres tipos principales de resortes:Resortes de tracción: Estos resortes soportan exclusivamente fuerzas de tracción y se caracterizan por tener un gancho en cada uno de sus extremos, de diferentes estilos: inglés, alemán, catalán, giratorio, abierto, cerrado o de dobles espira. Estos ganchos permiten montar los resortes de tracción en todas las posiciones imaginables.


Resorte cónico de compresión.
Resortes de compresión: Estosresortes están especialmente diseñados para soportar fuerzas de compresión. Pueden ser cilíndricos, cónicos, bicónicos, de paso fijo o cambiante.
Resortes de torsión: Son los resortes sometidos a fuerzas de torsión (momentos).
Existen muelles que pueden operar tanto a tracción como a compresión. También existen una gran cantidad de resortes que no tienen la forma de muelle habitual; quizás la formamás conocida sea la arandela grower.


Resorte especial.
Física del resorte[editar · editar fuente]

Energía de deformación[editar · editar fuente]
La manera más sencilla de analizar un resorte físicamente es mediante su modelo ideal global y bajo la suposición de que éste obedece la Ley de Hooke. Se establece así la ecuación del resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre elmismo con el alargamiento/contracción o elongación x producida, del siguiente modo:
F = -kx\,, siendo k = \frac{AE}{L}
Donde k es la constante elástica del resorte, x la elongación (alargamiento producido), A la sección del cilindro imaginario que envuelve al muelle y E el módulo de elasticidad del muelle (no confundir con el módulo de elasticidad del material).
La energía de deformacióno energía potencial elástica U_k asociada al estiramiento o acortamiento un muelle lineal viene dada por la integración de trabajo realizado en cada cambio infiniesimal dx\, de su longitud:
U_k = -\int_{0}^{x} F(x) \ d x = -\int_{0}^{x} -k(x)x\ dx\ = \frac{1}{2} kx^2
Si el muelle no es lineal entonces la rigidez del muelle es dependiente de su deformación y en ese caso se tiene una formula algomás general:
U_k = \int_{0}^{x} k(x)\cdot x \ dx
Ecuación diferencial y ecuación de ondas[editar · editar fuente]
Definiremos ahora una constante intrínseca del resorte independiente de la longitud de este y estableceremos así la ley diferencial constitutiva de un muelle. Multiplicando k por la longitud total, y llamando al producto k_i o k intrínseca, se tiene:
k_i=AE\, donde...