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Introducción a los resortes y la ley de Hooke

Transcripción del video

aprendamos un poco de resortes digamos que tengo ahora un resorte todo el mundo más o menos ubica los resortes son como como este tipo de materiales hechos como en espiral que tienen esa habilidad de retomar su su forma original después de deformarlo y digamos que tenemos este resorte aquí digamos sobre el suelo y que está justo pegado a la pared ok entonces este resorte está pegado a la pared muy bien entonces digamos que éste es su estado natural aunque ahí no le estamos aplicando ninguna fuerza entonces este punto final vamos a medir dónde se encuentra este punto final sobre lo digamos vamos a ver qué le va pasando a medida que nosotros le vamos aplicando fuerzas pero éste es el estado natural digamos el estado de reposo sin ninguna fuerza interactuando sobre el ahora pintemos este mismo este mismo resorte digamos aquí volvemos a tener este este muro donde está atado y el suelo muy bien debería hacerlo más derechito muy bien ahí está y vamos a marcar dónde estaría el punto digamos de reposo ahora pensemos que estamos aplicando la este resorte una fuerza de 5 newtons muy bien entonces nuevamente al aplicarle una fuerza de 5 newtons lo que va a ocurrir con este punto es que se comprime un poco verdad si antes estaba aquí al aplicarle una fuerza digamos de de de 5 newtons iva va en ésta va en esta dirección hacia la izquierda verdad entonces son son menos cinco newtons digamos que tuvimos un desplazamiento de 10 metros muy bien entonces si tenemos un desplazamiento de 10 metros estamos pensando que este resorte se comprimió debido a que yo efectuó el personal yo yo le imprimió una fuerza este resorte muy bien entonces la pregunta es la siguiente cuánto se desplazará este punto hacia la izquierda si yo aplico ahora no no no 5 newtons en verdad que ahora aplicó 10 newtons la pregunta es bueno será cerrar la la relación digamos lineal lo será cuadrática o no se no se puede haber muchísimos casos que allí y de hecho tú ya puedes más o menos incluir a lo mejor que ocurre pero lo que sí es un hecho es que se va a comprimir verdad eso eso sí lo sabemos va a estar más comprimido así que hagamos el experimento digamos que a pachu ramos con un poco más de fuerza este resorte muy bien entonces lo que sabemos es que se va a comprimir ahora que tanto se comprime bueno eso ya es distinto entonces si aquí estaba el reposo digamos aquí llegamos aquí estaba cuando aplicamos 5 newtons ahora éste va a estar acá que quizás de hecho lo pinté demás que y entonces digamos éste esté más o menos de de los 10 metros estaba más como por acá y resulta que esta relación es lineal y que es que que digo cuando cuando la relación es lineal estoy pensando que la la digamos la distancia a la cual o qué tanto se comprime el el resorte es proporcional a la fuerza que le aplicamos entonces y aquí estamos aplicando una fuerza de menos diez minutos y digo menos diez minutos porque estamos aplicándolo hacia la izquierda verdad entonces lo que sí sabemos y qué bueno se tiene una ecuación para describir esto es que la fuerza de restitución la fuerza de restitución de nuestro resort es proporcional en dirección contraria al desplazamiento de nuestro nuestro resorte muy bien entonces si nosotros en este caso por ejemplo en éste en este segundo ejemplo tuvimos un desplazamiento desplazamiento de menos 10 metros porque se desplazó hacia la izquierda y siempre ha sido ésa nuestra convención verdad que si nos desplazamos hacia la izquierda entonces tendremos un signo negativo entonces tenemos de aquí que la fuerza aquí tenemos que la fuerza es menos acá por lo menos 10 metros verdad por menos días vamos a dejarlo así muy bien entonces lo que tenemos esto simplemente son 10 k y nuestra fuerza de cuánto fue la fuerza fue de 5 newtons verdad ahí y ahora ojo esta fuerza la fuerza de restitución ahorita vamos a ver pero tendremos que de 5 newton si esto debe ser igual a 10 k entonces la cca es igual a digamos si pasamos dividiendo el 10 tendremos un medio verdad un medio y ahora la fuerza es positiva por la siguiente piensa en en esto nosotros aquí estamos aplicando una fuerza de 5 newtons supongamos que el resorte ya no se está acelerando muy bien y por por ello como ya no se acelera quiere decir que hay una fuerza igual de grande que que la de cinco minutos pero en dirección opuesta verdad por eso es que ponemos este menos porque en la fuerza de restitución que es aquella fuerza que tenemos cuando este resorte ya no acelera esta fuerza de restitución va en dirección contraria al movimiento verdad por eso es que lleva nuestro nuestro signo menos muy bien entonces eso es lo que pasa con los resortes y de hecho podemos utilizar ya esta información para saber más cosas cuando aplicamos otra fuerza distinta por ejemplo si ya no aplicamos de cinco minutos y no vamos a aplicar ahora diez newtons ya sabemos cuánto vale la ca entonces tendremos que la fuerza es igual a menos un medio x muy bien entonces y ahora tenemos que nuestra fuerza fue de 10 newtons entonces laguerre buenos diez minutos hacia la izquierda la fuerza de restitución va a ser de diez minutos pero hacia la derecha verdad y esto es menos un medio x y ahora pasamos multiplicando al menos un medio tendremos menos 20 es igual a x quiere decir que si nosotros duplicamos la fuerza vamos a duplicar también el digamos el desplazamiento que tiene este resorte muy bien y eso es algo muy interesante y es justo una de las propiedades de que esta relación sea lineal es decir que sean proporcionales bien vamos a hacer un último ejemplo damos un último ejemplo no se digamos que tenemos tenemos este mismo resorte por supuesto a algo que olvidaba casi decirles es que esta relación que tenemos hasta acá arriba tiene un nombre y de hecho tienen nombre justo porque es una relación muy importante y esto es la ley de hook aunque y se le conoce como ley de hook en honor al físico británico un físico británico del siglo 17 bien entonces digamos ahora que tenemos está en este resorte vamos a poner un poco más derecho nuestro muro tenemos nuestro resorte de la misma forma que hay ahorita lo pintamos ahí tenemos el resorte muy bien algo así muy bien pero ahora vamos a aplicar una fuerza de 2 newtons ok pero hacia la derecha quiere decir que estamos estirando nuestro nuestro resorte y digamos que logramos moverlo un metro muy bien podemos estirar lo un metro esto quiere decir que va a haber una fuerza de reacción verdad la fuerza de restitución hacia la izquierda verdad y que también tiene que ser de dos minutos entonces vamos a anotar todas nuestros datos tenemos dos newtons y se desplazó un metro se desplazó un metro entonces nosotros podemos ahora calcular quienes nuestra constante acá porque si nosotros aplicamos si nosotros aplicamos una fuerza de 2 newtons veamos entonces sí tenemos una fuerza de dos minutos pero en este caso la fuerza de restitución va a ser hacia la izquierda quiere decir que va a ser negativo y tendremos menos dos será igual a menos acá por la el desplazamiento que en este caso es un metro verdad y es positivo porque es un desplazamiento hacia la derecha quiere decir entonces que nuestra acá vale exactamente 2 y la fuerza de restitución es menos dos equis muy bien y entonces sí tenemos un desplazamiento hacia la derecha por ejemplo si tenemos un desplazamiento de dos metros quiere decir que la fuerza de restitución va a ir hacia la izquierda y será de menos cuatro minutos entonces espero te has divertido aprendiendo un poco de resortes y en los próximos videos haremos un poquito más de ejemplos de este estilo