✅LEY DE HOOKE | 𝙈𝙪𝙮 𝘿𝙞𝙙á𝙘𝙩𝙞𝙘𝙤 😎🫵💯| FÍSICA PREPARATORIA
Summary
TLDREn este video tutorial, el profesor particular explica la Ley de Hook, fundamental en la física de la materia. Se ilustra cómo el estiramiento de un resorte está directamente proporcional al peso que sostiene, y se introduce la constante de deformación. A través de ejercicios prácticos, se demuestra cómo calcular la fuerza en un resorte y determinar su límite elástico. Los ejemplos incluyen la conversión de unidades y la aplicación de la ley para encontrar la deformación resultante ante diferentes fuerzas, brindando una visión clara de cómo se manifiestan las propiedades elásticas en la física.
Takeaways
- 📚 La Ley de Hooke establece que la fuerza aplicada a un resorte es proporcional a su deformación, con una constante de proporcionalidad específica.
- 🔩 La constante de proporcionalidad (k) varía según el material del resorte y es un valor fijo dado en los problemas.
- 📏 La elongación o deformación de un resorte se mide en metros, aunque también puede estar en centímetros o en unidades del sistema inglés.
- ⚖️ La fuerza se mide en Newtons (N), y su cálculo es esencial para determinar cuánto se estirará o comprimirá un resorte.
- 📐 En un ejemplo, un resorte con una constante de 280 N/m comprimido 60 cm genera una fuerza de 168 Newtons después de convertir la medida a metros.
- 🔄 La conversión de unidades es clave: 60 cm se convierten en 0.6 metros para calcular correctamente en el Sistema Internacional (SI).
- 🧪 La Ley de Hooke también ayuda a determinar el límite elástico del resorte, es decir, el punto antes de que pierda sus propiedades elásticas.
- 💡 En otro ejemplo, un resorte que se estira 14 cm con una fuerza de 70 N tiene una constante de proporcionalidad de 500 N/m.
- 🔗 Una vez conocida la constante, es posible calcular la nueva elongación cuando se aplica una fuerza diferente, como 125 N, resultando en una deformación de 25 cm.
- 📺 El video invita a los espectadores a suscribirse al canal, compartir en redes sociales y acceder a más tutoriales sobre física y otras ciencias.
Q & A
¿Qué es la Ley de Hooke?
-La Ley de Hooke establece que la fuerza que actúa sobre un resorte es proporcional a su deformación, es decir, que a mayor deformación o estiramiento del resorte, mayor será la fuerza aplicada.
¿Cuál es la fórmula básica de la Ley de Hooke?
-La fórmula básica es F = k * x, donde F es la fuerza aplicada al resorte (en newtons), k es la constante de proporcionalidad o constante del resorte (en newtons por metro), y x es la deformación o alargamiento del resorte (en metros).
¿Qué representa la constante de proporcionalidad en la Ley de Hooke?
-La constante de proporcionalidad (k) representa la rigidez del resorte y depende del material del que esté hecho. Un valor más alto de k indica que el resorte es más rígido y difícil de deformar.
¿Qué unidades se usan comúnmente en la Ley de Hooke?
-Las unidades más comunes son los newtons (N) para la fuerza, los metros (m) o centímetros (cm) para la deformación, y los newtons por metro (N/m) para la constante de proporcionalidad.
¿Cómo se convierte la deformación de centímetros a metros?
-Para convertir centímetros a metros, se divide el valor en centímetros entre 100. Por ejemplo, 60 centímetros es equivalente a 0.6 metros.
¿Qué sucede si se excede el límite elástico de un resorte según la Ley de Hooke?
-Si se excede el límite elástico de un resorte, éste perderá sus propiedades elásticas, lo que significa que no podrá volver a su forma original y podría romperse o deformarse permanentemente.
En el primer ejemplo del video, ¿cómo se calcula la fuerza aplicada a un resorte con una constante de 280 N/m y una compresión de 60 cm?
-Primero, se convierte la compresión de 60 cm a metros, lo que da 0.6 m. Luego, se aplica la fórmula F = k * x, es decir, F = 280 N/m * 0.6 m, lo que resulta en una fuerza de 168 N.
¿Cómo se calcula la elongación de un resorte si se le aplica una fuerza de 125 N y tiene una constante de 500 N/m?
-Se usa la fórmula F = k * x y se despeja la elongación (x). La fórmula sería x = F / k, es decir, x = 125 N / 500 N/m, lo que da una elongación de 0.25 metros o 25 centímetros.
¿Cómo se determina la constante de un resorte en un problema de elongación?
-Para determinar la constante del resorte (k), se usa la fórmula k = F / x, donde F es la fuerza aplicada y x es la elongación. En el ejemplo del video, con una fuerza de 70 N y una elongación de 14 cm (0.14 m), la constante sería k = 70 N / 0.14 m = 500 N/m.
¿Cómo se relacionan la fuerza y la deformación en la Ley de Hooke si el resorte no supera su límite elástico?
-La relación entre la fuerza y la deformación es lineal, lo que significa que al aumentar la fuerza, la deformación aumenta proporcionalmente, siempre que el resorte no exceda su límite elástico.
Outlines
📘 Introducción a la Ley de Hooke
En este párrafo, se introduce la Ley de Hooke, una ley fundamental en física que describe cómo la fuerza aplicada a un resorte es proporcional a su deformación o elongación. Se explica que cuando un resorte se estira debido a un peso, su alargamiento está relacionado con el peso y una constante de proporcionalidad. También se menciona que la fuerza aplicada al resorte se mide en newtons y que la deformación se mide en metros, centímetros o pies, según el sistema de medida. Finalmente, se introduce el concepto de la constante de proporcionalidad del resorte, la cual depende del material del mismo, y se habla del límite elástico, que es el punto donde el resorte pierde sus propiedades elásticas y se rompe.
🔍 Ejemplo práctico sobre la Ley de Hooke
Este párrafo presenta un ejemplo práctico donde se aplica la Ley de Hooke. Se plantea un problema en el que un resorte se comprime 60 centímetros y tiene una constante de proporcionalidad de 280 newtons por metro. El ejercicio se resuelve convirtiendo los centímetros a metros para que las unidades sean compatibles con el sistema internacional, lo que permite calcular la fuerza en newtons aplicando la Ley de Hooke. Finalmente, el resultado del cálculo es 168 newtons de fuerza.
📝 Segundo ejemplo de deformación de un resorte
Aquí se presenta otro ejemplo en el que un resorte se deforma 14 centímetros bajo la aplicación de una fuerza de 70 newtons. El objetivo es calcular la constante de proporcionalidad del resorte y, posteriormente, determinar la nueva elongación cuando se aplica una fuerza mayor de 125 newtons. Se explica cómo realizar la conversión de centímetros a metros y cómo despejar la constante de proporcionalidad. Al aplicar la nueva fuerza, se calcula que el resorte se estirará 25 centímetros. Este ejercicio demuestra cómo usar la Ley de Hooke para resolver problemas de elongación y deformación en resortes.
Mindmap
Keywords
💡Ley de Hooke
💡Constante de proporcionalidad
💡Deformación
💡Fuerza
💡Límite elástico
💡Sistema internacional de unidades
💡Newton
💡Centímetro
💡Compresión
💡Elongación
Highlights
Introducción a la Ley de Hook y su importancia en la física al estudiar la relación entre la fuerza y la deformación de un resorte.
El estiramiento de un resorte es proporcional al peso suspendido, según la Ley de Hook.
La fórmula básica de la Ley de Hook: Fuerza = Constante de proporcionalidad (k) x Deformación (x).
La constante de proporcionalidad k depende del material del resorte y es una característica específica de cada uno.
El límite elástico de un resorte es el punto en el cual el resorte pierde sus propiedades elásticas y se rompe.
Primer ejemplo: Compresión de un resorte con una constante de 280 N/m y una distancia de 60 cm. Se convierte la distancia a metros para aplicar correctamente la fórmula.
El resultado del primer ejercicio es una fuerza de 168 N, aplicando correctamente la Ley de Hook y la conversión de unidades.
Segundo ejemplo: Elongación de un resorte con una fuerza de 70 N y una deformación de 14 cm. Se calcula la constante de proporcionalidad del resorte.
La constante de proporcionalidad calculada para el segundo ejemplo es de 500 N/m.
Se aplica una fuerza de 125 N al mismo resorte y se calcula que su elongación será de 25 cm.
La importancia de convertir unidades al sistema internacional (metros, newtons) para aplicar correctamente las fórmulas físicas.
El concepto de la elongación máxima de un resorte y cómo se relaciona con la fuerza aplicada sin exceder el límite elástico.
Las conversiones de centímetros a metros se hacen dividiendo entre 100, lo que es crucial para obtener el resultado correcto en newtons.
Los problemas de la Ley de Hook requieren aplicar la fórmula con precisión y convertir correctamente las unidades involucradas.
Conclusión sobre la aplicación de la Ley de Hook en diversos escenarios, mostrando cómo los conceptos físicos se traducen en cálculos prácticos para determinar fuerza y deformación.
Transcripts
hola bienvenidos al canal de profesor
particular vamos con propiedades la
materia de la materia de física y el
tema es ley de hook vamos a ver primero
brevemente a qué se refiere esta ley y
después hacer un ejercicio básico donde
lo aplicamos bien el estiramiento de un
resorte basado en la ley de hook es que
si un resorte se encuentra de forma
vertical como lo vemos aquí y está
sostenido firmemente en la parte
superior y mantiene un peso en la parte
inferior del resorte éste se estirará y
su alargamiento estará en proporción con
el peso que se suspenda en este caso y
una constante de deformidad vamos a ver
entonces que quiere decir que la fuerza
del resorte según la ley de hook es
igual a la que viene siendo una
constante de proporcionalidad y equis
que viene siendo la distancia del
reporte o mejor dicho la deformación
entonces sabemos que de aquí está la ley
de hook la fuerza obviamente va a estar
dada en newtons ya lo conocemos en la
fuerza aplicada
para esta situación nuestra de formación
o alargamiento
usualmente lo encontrarán como
cualquiera de los dos y las medidas del
alargamiento pues va a estar en metros
en centímetros o el sistema inglés en
pies después acá
acá se refiere a la constante de
proporcionalidad y está como hacer una
constante va a ser prácticamente un
número específico dado de acuerdo al
material del cual este hecho el resorte
entonces esta constante de
proporcionalidad me la dan o la
tendremos idealmente como una constante
dentro del problema o dentro del
contexto del problema ahora este resorte
esta ley de juego nos sirve también para
conocer el límite elástico es decir cuál
es el límite del resorte para el cual
pues tiende a soportar antes o justo
antes de perder sus propiedades
elásticas y romperse ok para eso
normalmente son tablas ahora vamos a
analizar algunos ejemplos donde la ley
de hook se puede cumplir
tenemos este primer ejemplo dicen cuál
es la magnitud de la fuerza es decir nos
van a pedir la fuerza del resorte
supongamos que es un resorte que
comprime 60 centímetros entonces la
distancia de compresión es decir va a
ser 60 centímetros que aquí lo
denominamos como x son 60 centímetros
del resorte que se va a comprimir si se
mantiene una constante o si éste tiene
una constante de proporcionalidad de 280
newton por metro de esta manera entonces
bueno la ley de jugo como la
establecemos me dice lo siguiente acá
por equis me están pidiendo la fuerza
por lo tanto aplicamos directamente la
relación sería 280 newtons sobre metro o
newton-john por metro
ahí está por 60 centímetros ahora
recordemos que la ley de hook si vamos a
utilizar centímetros tendríamos que
utilizar aquí
pero de esta forma si tenemos
centímetros hay que cambiarlo a metros
puesto que de esta manera metro con
metro se anularía y me quedaría
automáticamente los newtons por lo tanto
60 centímetros recordamos hacer una
conversión son 60 centímetros para
convertirlo a metro
recordamos que pondríamos un metro y el
sentido opuesto pondríamos la
equivalencia de los centímetros ahí está
un metro equivale a sheen centímetros
por lo tanto sería centímetro y
centímetros se anula y me queda 60 entre
100 o 60 por 1 entre 100 que me daría
punto 6 metros entonces puedo bien
sustituir punto 6 metros ya aplicando
todas las unidades directamente al
sistema internacional de lo cual nos
daría 168 newtons de fuerza
y listo de esta manera tenemos este
ejemplo resuelto aplicando prácticamente
la ley de jugo
vamos con otro ejemplo vamos a borrar
estos datos y colocar otro ejercicio
para entrar más en detalle con las
distintas formas en cómo podemos
determinar o usar esta ley en problemas
nos dice que un resorte vamos a hacer
aquí en este caso un pequeño dibujo
nos dice que un resorte tiene una
deformidad n longa miento de 14
centímetros es decir de aquí hasta acá
se va a deformar 14 centímetros
me dice que se le va a aplicar una
fuerza de 70 newtons es decir viene aquí
jalándolo supongamos acá un objeto y ese
objeto pues tiene una fuerza en este
caso nuestro peso y la fuerza será de 70
newtons voy a ponerlo así
ahora nos dice si el resorte recobra su
longitud original después de que se le
aplica una fuerza de 125 newtons cuál es
la nueva elongación del resorte si este
resorte no alcanza su límite elástico
entonces bueno me piden aquí
prácticamente una verdad como primer
caso estos datos y como segunda opción
es decir este venir haciendo inciso a
del problema y el inciso ver el problema
sería ahora me están preguntando cuál es
la nueva elongación es decir cuánta
distancia te va a deformar el resorte
cuando se le aplique una fuerza de 125
newtons a esta de esta manera
si obviamente el resorte no sufre una
elongación máxima bien entonces
únicamente nos dicen cuál va a ser
prácticamente la comparación
entonces como lo haríamos bueno pues de
aquí necesitaríamos la ley de hook donde
ya sabemos que es fuerza es igual a
distancia por la constante o la
constante por la distancia la elongación
como como compraríamos esto pues en los
dos casos vean que nos dan la distancia
y la fuerza y en este caso bueno acá lo
que pide comparar es prácticamente la
distancia entonces necesito primero
saber la constante de proporcionalidad
del resorte para que una vez conociendo
la constante ahora aplique estos nuevos
datos y calculé la elongación será aquí
despejamos la constante de
proporcionalidad que es acá me quedaría
fuerza sobre la elongación fuerza que
tengo la primera fuerza son 70 newton
vamos a expresar todas las unidades del
sistema internacional la elongación son
14 centímetros pero pasado a metros
recordamos que son punto 14 metros ya
sea que hagamos una conversión como en
el caso anterior del ejercicio o que
simplemente recordamos el punto decimal
1 y 2 lugares porque centímetro es por
10 a la menos 2 otras formas de hacer
este tipo de transformaciones y
centímetros por 10 a la menos 2 entonces
significa que el punto decimal hay que
recorrerlo dos lugares a la izquierda sé
que hasta el punto 1
justo acá me quedaría punto 14 y
eliminaría yo en este caso el prefijo
ahora 70 newtons en 3.14 metros
me quedaría esto es igual a 500
newtons sobre metro quiere decir que
esta es la constante de proporcionalidad
de mi resorte
ya que sabemos cuánto es la constante de
propulsión del resorte ahora la pregunta
es bueno el mismo resorte ahora lo vamos
le vamos a poner una fuerza que le
ejerza 125 minutos la pregunta es cuánto
se va a estirar el resorte cuánto de
deformación va a tener otra vez con ley
de hook en este caso se hace un inciso a
el inciso b sería
despejando de esta fórmula la elongación
me queda fuerza sobre la constante y la
fuerza nueva son de 125 newtons nos
aplicamos entre 500 que es la constante
newtons sobre metro de esta forma aquí
tengo rápidamente cuánto nos quedaría
125 entre 500 me daría punto 25 metros
lo cual transformado a centímetros
serían 25 centímetros y de esta manera
vemos cómo tenemos ya la elongación
final que es la que me piden cuando yo
aplicó 125 el resorte se va a estirar 25
centímetros y listo de esta forma es
como tratamos de tipo de ejercicios
seguiremos viendo más vídeos de
propiedades de la materia y temas ya
unidades más específicas de la física de
preparatoria no olviden suscribirse al
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