Efecto Doppler Cuántico
Empecemos!
Un cuerpo se denomina elástico si al actuar una fuerza sobre él sufre una deformación (de comprensión o de elongación) de tal manera que al cesar actuar la fuerza recupera su forma original. El prototipo (microscópico) de un cuerpo elástico lo constituye un resorte o muelle en un rango de deformaciones no demasiadas grandes (rango de estabilidad). Si la deformación supera un cierto umbral (límite de elasticidad) el resorte queda perfectamente deformado.
Se conoce como resorte (o muelle) a un elemento 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.
Saberes previos: Fuerzas Conservativas, Trabajo
Si duplicamos la fuerza aplicada, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke. La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle elático es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente (deformación plástica) dicho muelle.
Ley de Hooke: Demostración más Ejercicios
Si desplazamos un cuerpo unido a un muelle elástico desde su posición en equilibrio, este último ejercerá una fuerza denominada Fuerza Restauradora o Elástica del Muelle que intentará devolverlo a la posicion de equilibrio.
Es decir, cuanto mayor es el alejamiento del cuerpo con respecto a la posición de equilibrio, mayor es la fuerza restauradora.
Definimos la energía potencial elástica como aquella que adquieren los cuerpo sometidos a la acción de fuerzas elásticas o recuperadoras. En el caso de un cuerpo unido a un muelle su valor viene dado por:
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. Depende el propio muelle en sí, cuanto mayor es su valor, más trabajo cuesta estirar el muelle. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es Newton por metro (N/m)
x: Distancia hasta la posición de equilibrio. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro (m)
El trabajo de la fuerza elástica es igual a la variación de la energía potencial tomada con signo contrario. El trabajo de la fuerza elástica no depende de la trayectoria sino de la posición inicial y final. La fuerza elástica es una fuerza conservativa.
El muelle de un reloj de cuerda. Video Phet sobre la Energia Potencial Elástica Libro Base de Físcia 2BGU del Mineduc Investigando (EP) Khan Academy Energia Potencial Fuentes: Solbes, J., & Tarín, F. (2004). La conservación de la energía: un principio de toda la física. Una propuesta y unos resultados. Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas, 185-193.
Un arquero que estira su arco.
Un trampolín doblado justo antes de que el clavadista brinque.
La liga de hule de una resortera.
Una pelota de goma, comprimida en el momento en el que choca con una pared de ladrillos.