La fuerza de tracción (Fel) es la fuerza ejercida sobre un cuerpo que tiene elasticidad, por ejemplo, un resorte, caucho o elástico.

Por lo tanto, esta fuerza determina la deformación de este cuerpo cuando se estira o comprime. Esto dependerá de la dirección de la fuerza aplicada.

Como ejemplo, pensemos en un resorte unido a un soporte. Si no hay fuerza actuando sobre él, decimos que está en reposo. A su vez, cuando estiramos esta primavera, creará una fuerza en la dirección opuesta.

Tenga en cuenta que la deformación sufrida por el resorte es directamente proporcional a la intensidad de la fuerza aplicada. Por lo tanto, cuanto mayor es la fuerza aplicada (P), mayor es la deformación del resorte (x), como se muestra en la imagen a continuación:

Fórmula de resistencia a la tracción

Para calcular la fuerza elástica, utilizamos una fórmula desarrollada por el científico inglés Robert Hooke (1635-1703), llamada Ley de Hooke.:

F = K. x

Donde

F: fuerza aplicada al cuerpo elástico (N)
K: constante elástica (N / m)
x: variación sufrida por el cuerpo elástico (m)

Constante elástica

Recuerde que la llamada "constante elástica" está determinada por la naturaleza del material utilizado y también por sus dimensiones.

Ejemplos

1. Un resorte tiene un extremo unido a un soporte. Aplicando una fuerza en el otro extremo, este resorte sufre una deformación de 5 m. Determine la intensidad de la fuerza aplicada, sabiendo que la constante elástica del resorte es 110 N / m.

Para conocer la intensidad de la fuerza ejercida sobre el resorte, debemos usar la fórmula de la Ley de Hooke:

F = K. x
F = 110. 5to
F = 550 N

2. Determine el rango de un resorte que tiene una fuerza de acción de 30N y su constante elástica es 300N / m.

Para encontrar la variación sufrida por la primavera, utilizamos la fórmula de la Ley de Hooke:

F = K. x
30 = 300. x
x = 30/300
x = 0.1 m

Energía potencial elástica

La energía asociada con la fuerza elástica se llama energía elástica potencial. Ella esta relacionada con el trabajo realizado por la fuerza elástica del cuerpo desde la posición inicial hasta la posición deformada.

La fórmula para calcular la energía potencial elástica se expresa de la siguiente manera:

EPy = Kx2/ 2

Donde

EPy: energía potencial elástica
K: constante elástica
x: medida de deformación elástica del cuerpo

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Ejercicios de examen de ingreso a la universidad

1) (UFC) Una partícula de masa m que se mueve en un plano horizontal sin fricción se une a un sistema de resorte de cuatro maneras distintas, como se muestra a continuación.

En cuanto a las frecuencias de oscilación de partículas, marque la alternativa correcta.

(a) Las frecuencias en los casos II y IV son iguales.
(b) Las frecuencias en los casos III y IV son iguales.
c) La frecuencia más alta ocurre en el caso II.
d) La frecuencia más alta ocurre en el caso I.
e) La frecuencia más baja ocurre en el caso IV.

2. (UFPE) Considere el sistema de masa-resorte de la figura, donde m = 0.2 kg yk = 8.0 N / m. El bloque se deja caer desde una distancia de 0.3 m desde su posición de equilibrio y vuelve a él exactamente a velocidad cero, sin exceder la posición de equilibrio ni una sola vez. En estas condiciones, el coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie horizontal es:

a) 1.0
b) 0.6
c) 0.5
d) 0.707
e) 0.2

3. (UFPE) Un objeto de masa M = 0,5 kg, apoyado en una superficie horizontal sin fricción, se une a un resorte cuya fuerza elástica constante es K = 50 N / m. El objeto es arrastrado 10 cm y luego liberado, oscilando en relación con la posición de equilibrio. ¿Cuál es la velocidad máxima del objeto, en m / s?

a) 0.5
b) 1.0
c) 2.0
d) 5.0
e) 7.0