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Robert Hooke en su libro pontentia restitutiva (1967), establecio la famosa ley que relaciona fuerzas y deformaciones con un sencillo dispositivo en el cual con un plato se la va agragando peso y se van midiendo las deformaciones producidas progresivamente en el resorte encontro una proporcionalidad directa entre los pesos aplicados y las deformaciones.
La ley de elasticidad deHooke o ley de Hooke, establece la relación entre el alargamiento o estiramiento longitudinal y la fuerza aplicada. La elasticidad es la propiedad física en la que los objetos con capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto. El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuado cesa la deformación. Depende del tipo de material. Los materialespueden ser elásticos o inelásticos. Los materiales inelásticos no regresan a su forma natural.
Sistema de resortes en serie y en paralelo.
El resorte es un dispositivo fabricado con un material elástico, que experimenta una deformación significativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las básculas de resorte o para almacenar energíamecánica, como en los relojes de cuerda. Los resortes se pueden configurar en sistemas en serie y paralelo.
Sistemas de resorte en serie
Cuando se dispone los resortes uno a continuación del otro.
Sistema de resortes en paralelo
Cuando los resortes tienen un punto común de conexión.
Movimiento armónico simple
Se llama movimiento armónico simple (M.A.S) a un movimiento periódico en ausencia derozamiento periódico en acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al opuesto.
Elementos del movimiento armónico simple
Oscilación o vibración completa, es el movimiento completo realizado desde cualquier posición, hasta regresar de nuevo a ella pasando por las posiciones intermedias.
Elongación es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la posición deequilibrio, hasta cualquier posición en un instante dado. Se mide en metros o centímetros.
Amplitud, es valor máximo que puede tomar la elongación, es decir, el desplazamiento básico de la posición de equilibrio. También se mide en metros o centímetros.
Período, es el tiempo requerido para realizar una oscilación o vibración completa. Se designa con la letra “I” y se mide en segundos (s).
Frecuencia, es elnúmero de oscilaciones o vibraciones realizadas por la partícula en la unidad de tiempo.
Posición de equilibrio, es la posición en la cual no actúan ninguna fuerza neta sobre la partícula oscilante. La fuerza recuperadora es nula.
Puntos de retorno, son los puntos extremos de la trayectoria en los cuales la fuerza recuperadora es nula.
Frecuencia angular o pulsación: es la velocidad angularconstante del movimiento hipotético que se ha poryectado.
Dinamica del movimiento armonico simple(M.A.S)
Puedes observar cómo todo m.a.s. presenta una aceleración directamente proporcional a la posición pero de signo contrario (a = -ω2·x). Las leyes de Newton, fundamento de la mecánica. Puedes recordar que la segunda ley de Newton relacionaba la acción de una fuerza sobre un cuerpo con el cambiode su aceleración: F = m·a.
Una de las consecuencias de la acción de las fuerzas sobre la materia es que puede llegar a deformarla. Entre los distintos comportamientos destacan aquellos cuerpos que, aún deformándose, recuperan la forma inicial cuando la fuerza deja de actuar; estos cuerpos reciben el nombre de elásticos. La deformación de estos cuerpos obedece a la conocida como Ley de Hooke,donde existe una fuerza restauradora F que es directamente proporcional a su elongación:
El oscilador armónico es el ejemplo más simple de sistema físico que describe un movimiento vibratorio armónico simple, y corresponde a un sistema sobre el que actúa únicamente una fuerza restauradora que obedece a la ley de Hooke.
La ecuación que describe el movimiento de este sistema puede encontrarse de...
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