ENERGÍA ELÁSTICA CARMEN YANETH LIZCANO MANTILLA

ENERGIA ELASTICA La energía potencial elástica es energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico, tal como el estiramiento de un muelle. Es igual al trabajo realizado para estirar el muelle, que depende de la constante del muelle k así como la distancia estirada. De acuerdo con la ley de Hooke, la fuerza requerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento

Donde : Ep. Es la energía potencial del cuerpo. su unidad de medida en el sistema internacional es el julio (J) K. Constante elástica del muelle. su unidad de medida en el sistema internacional es el newton por metro (N/m) x. Distancia asta la posición del equilibrio. Su unidad de medida en el sistema internacional es el metro (m)

Es la energía asociada con las materiales elásticos. Se demostrará a continuación que el trabajo para comprimir o estirar un resorte una distancia x es ½kx 2, donde k es la constante del resorte. Sabemos, por ley de Hooke, que la relación entre la fuerza y el desplazamiento en un resorte es F = -kx. El signo menos se debe a que la fuerza siempre se dirige hacia la posición de equilibrio (x = 0). La fuerza F ahora es variable y ya no podemos usar W = Fdcos. Encontremos primero una relación general para calcular el trabajo realizado por una fuerza variable, que luego aplicaremos a nuestro resorte

¿CÓMO SE OBTIENE EL TRABAJO REALIZADO POR LA FUERZA ELÁSTICA? Si queremos calcular el trabajo realizado por la fuerza elástica sobre un muelle comprimido que se encuentra en una posición xi y se desplaza a una posición xf, ambas a la izquierda del punto de equilibrio x0, podemos ayudarnos de la siguiente figura y los siguientes razonamientos: Será la fuerza elástica la que realizará el trabajo sobre el muelle tratando de llevarlo a su posición de equilibrio. La fuerza de recuperación elástica que actúa sobre el cuerpo sigue la ley de Hooke. F ⃗ =−k ⋅ (x−x0) ⋅ j ⃗. Podemos calcular la fuerza en la posición inicial xi según la siguiente expresión F ⃗ i=−k ⋅ (xi−x0) ⋅ j ⃗. Observa como, al ser xi < x0, la fuerza apunta hacia la derecha. Podemos calcular la fuerza en la posición final xf según la siguiente expresión F ⃗ f=−k ⋅ (xf−x0) ⋅ j ⃗. Observa como, al ser xf < x0, la fuerza apunta hacia la derecha.

Nos resta el cálculo del trabajo realizado por la fuerza elástica (variable). Tenemos varias opciones: Podemos calcular el área bajo la fuerza elástica en la gráfica fuerza - desplazamiento. Este procedimiento ya lo hemos señalado en el punto anterior Podemos seguir un razonamiento similar al aplicado en el teorema de Merton para el cálculo de la velocidad media: Calcular la fuerza elástica promedio y usar este valor para el cálculo del trabajo. El valor del trabajo de la fuerza elástica (variable) tendrá igual valor que el que lleve a cabo esta fuerza constante de valor promedio.

GRACIAS.