✅LEY DE HOOKE | 𝙈𝙪𝙮 𝘿𝙞𝙙á𝙘𝙩𝙞𝙘𝙤 😎🫵💯| FÍSICA PREPARATORIA

Profesor Particular Puebla

8 Jun 201609:39

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

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📘 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.

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🔍 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

La Ley de Hooke establece que el alargamiento o deformación de un resorte es directamente proporcional a la fuerza aplicada, siempre y cuando no se supere el límite elástico del resorte. En el video, se utiliza esta ley para explicar cómo se calcula la fuerza necesaria para estirar o comprimir un resorte en función de su constante de proporcionalidad y la distancia de deformación.

💡Constante de proporcionalidad

La constante de proporcionalidad es un valor específico que describe la rigidez o elasticidad de un resorte. En el video, esta constante se representa como 'k' y depende del material del que está hecho el resorte. Un resorte con una constante más alta será más difícil de deformar. La constante se mide en newtons por metro (N/m).

💡Deformación

La deformación, también conocida como alargamiento o compresión, es el cambio en la longitud de un resorte cuando se le aplica una fuerza. En el video, se menciona cómo un resorte puede estirarse o comprimirse 60 cm o 14 cm dependiendo de la fuerza aplicada. Esta medida es crucial para calcular la fuerza utilizando la Ley de Hooke.

💡Fuerza

La fuerza es la cantidad de energía aplicada a un objeto para cambiar su estado de reposo o movimiento. En el video, se utiliza en el contexto de los resortes, donde la fuerza aplicada (medida en newtons) causa una deformación proporcional en el resorte según la Ley de Hooke. La fuerza es un factor clave para determinar cuánto se alarga o comprime un resorte.

💡Límite elástico

El límite elástico es la máxima cantidad de deformación que un resorte puede soportar sin perder sus propiedades elásticas. En el video, se menciona que un resorte recobra su longitud original si la fuerza aplicada está dentro de su límite elástico, pero si se supera, el resorte no volverá a su estado original y podría romperse.

💡Sistema internacional de unidades

El sistema internacional de unidades (SI) es el estándar utilizado para medir magnitudes físicas como la distancia (metros) o la fuerza (newtons). En el video, se explica cómo convertir centímetros a metros para aplicar correctamente la Ley de Hooke, ya que las unidades deben estar en el sistema internacional para que los cálculos sean consistentes.

💡Newton

El newton (N) es la unidad de medida de la fuerza en el sistema internacional. En el video, la fuerza aplicada a los resortes se mide en newtons, y se usa para calcular la deformación de acuerdo con la Ley de Hooke. Por ejemplo, se aplican fuerzas de 70 N y 125 N a diferentes resortes en los ejemplos proporcionados.

💡Centímetro

El centímetro es una unidad de medida de longitud en el sistema métrico. En el video, se usa para describir la distancia que un resorte se estira o comprime, como en el caso de una deformación de 60 cm o 14 cm. Sin embargo, para los cálculos en la Ley de Hooke, se convierte a metros, ya que el sistema internacional es necesario para obtener resultados correctos.

💡Compresión

La compresión es la reducción de la longitud de un resorte cuando se aplica una fuerza que lo presiona. En el video, se menciona un ejemplo en el que un resorte se comprime 60 centímetros bajo la influencia de una fuerza, y se usa la Ley de Hooke para calcular cuánta fuerza es necesaria para dicha compresión.

💡Elongación

La elongación es el aumento en la longitud de un resorte cuando se le aplica una fuerza que lo estira. En el video, un ejemplo muestra un resorte que se alarga 14 cm bajo una fuerza de 70 N. La elongación se usa en la Ley de Hooke para calcular la constante de proporcionalidad del resorte o la fuerza aplicada.

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.