Energia potencial elastica
La deformación elástica es un tipo de deformación que se produce cuando la energía utilizada para cambiar la forma de un objeto se emite igualmente cuando se liberan las presiones y las fuerzas. Por ejemplo, cuando se tira de un muelle, éste vuelve a su forma original cuando se suelta (la entrada de energía es igual a la salida de energía).
Una fuerza que actúa sobre un objeto puede hacer que cambie su forma.
Los objetos elásticos pueden almacenar energía potencial elástica si se estiran o aplastan. Por ejemplo, esto ocurre cuando se utiliza una catapulta o se estira un muelle.
Los objetos también pueden almacenar energía potencial elástica cuando se aplastan.
Por ejemplo, esto sucede cuando se deja caer una pelota de squash sobre una superficie dura o se aprieta una pelota de tensión.
El trabajo se realiza sobre un objeto cuando cambia su forma.
Cuando se realiza un trabajo, se transfiere energía, y esta energía se almacena como energía potencial elástica. Cuando el objeto vuelve a su forma original, la energía potencial elástica almacenada se libera.
Ley de Hooke
Uno de los objetos más comunes a la hora de hablar de la energía potencial elástica es un muelle. Los muelles se pueden deformar de dos maneras diferentes en las que vuelven a la normalidad después. Pueden estirarse y pueden comprimirse.
Para encontrar la fórmula de la energía potencial elástica de un muelle, primero tenemos que ver algo llamado ley de Hooke. Esta ley establece que la fuerza necesaria para estirar un muelle es proporcional al desplazamiento del muelle. El desplazamiento del muelle es lo que se ha estirado o comprimido de su forma original.
Matemáticamente, la ley de Hooke puede adoptar las siguientes formas
F = – kx
F = kx
A menudo vemos la fórmula con el signo negativo para representar que la ley de Hooke es una fuerza restauradora, pero la versión positiva también es una representación válida. Aquí x es el desplazamiento del muelle, y k es algo conocido como la constante del muelle. Esta constante es la medida de la rigidez de un muelle, y es única para cada muelle. La constante del muelle depende de factores como el material del que está hecho el muelle y el grosor del alambre enrollado, entre otros.
La energía potencial elástica es la energía potencial almacenada al estirar o comprimir un objeto elástico mediante una fuerza externa, como el estiramiento de un muelle. Es igual al trabajo realizado para estirar el muelle, que depende de la constante del muelle k y de la distancia estirada.
Según la ley de Hooke, la fuerza aplicada para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento.
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