5) determinar la keq para resortes colocados en serie y paralelos respecto a una masa
Muelles en paralelo Por simplicidad supondremos el caso unidimensional, aunque resultados análogos se tienen en el caso general tridimensional. Igualmente, para facilitar la visualización del sistema, consideraremos que están situados verticalmente y un peso mg cuelga de ellos.
La masa está unida al techo a través de dos resortes, de constantes k1 y k2. Cuando la masa desciende una cantidad x, los dos muelles se estirarán en la misma cantidad
La fuerza total que los muelles ejercen sobre la masa será su resultante
Por tanto, la asociación se comporta como un solo muelle, cuya constante es la suma de las constantes
Muelles en serie Consideremos ahora dos mueles puestos uno a continuación del otro. El muelle 1 se encuentra anclado a la pared y se estirará una cantidad x1. El muelle 2 se encuentra anclado a éste, y se estirará una cantidad
La fuerza sobre la masa m, situada en el extremo libre del muelle 2, es ejercida por este muelle
¿Cuánto vale x1? Una forma de hallarlo es considerar, temporalmente, que en el punto de unión tenemos una pequeña masa m0 Esa masa está unida a dos muelles, uno de constante k1, unido a la pared, y otro de constante k2, unido a la masa m. La 2ª ley de Newton, para esta masa intermedia se leerá
Si ahora consideramos que esa masa en realidad no está ahí, esto equivale a hacer y por tanto
Esto es, la fuerza se transmite a lo largo de la asociación, de forma que la fuerza que la masa ejerce sobre el muelle 2 es la misma que la que éste hace sobre el muelle 1 y la que éste hace sobre el punto de anclaje. Esto es razonable si uno considera el caso de que la masa cuelga del techo mediante la serie de dos muelles. La fuerza hacia abajo en la posición de la masa es simplemente su peso. La fuerza hacia abajo en el punto de unión de los muelles, sigue siendo el peso de la masa inferior, ya que el muelle lo suponemos sin masa. la fuerza hacia abajo en el extremo superior sigue siendo el mismo peso, ya que los dos muelles los suponemos sin m asa. La fuerza se conserva a lo largo de una asociación en serie. Por tanto
y la constante equivalente a la asociación en serie cumple
Resumiendo, de forma análoga a como ocurre con los condensadores en los circuitos: Si los muelles están en paralelo, la constante de la asociación es la suma de las constantes
Si los muelles están en serie, la inversa de la constante es la suma de las inversas
A partir de aquí ya se pueden considerar casos más complicados, como asociaciones en serie de asociaciones en paralelo y situaciones por el estilo.
6) Analice la razón existente de la diferencia de las constantes elásticas de dos diferentes resortes en espiral
Principalmente es por el material del que están hechos y de la distancia y resistencia entre las espirales. Por ejemplo, un resorte como de los que tienen los bolígrafos de clic (delgadito) se estira más que un dinamómetro (más grueso) aunque estén soportando el mismo peso.
7) Analizar y verificar la diferencia entre un muelle espiral y uno de tipo laminar o de banda
8) por que el esfuerzo a la tracción es positivo Y el esfuerzo a la compresión es negativo?
Cuando tiras de un resorte para estirarlo, la fuerza de tracción es igual a la de recuperación durante todo el camino. Mientras se estira el resorte pasa por infinitos estados de equilibrio.
En estos estados de equilibrio, sólo una fuerza de tracción infinitésimamente mayor que la resistencia, hace que el resorte se estire en la dirección de la tracción. Se supone nula la fuerza de rozamiento contra la s uperficie en la que se apoya la masa oscilante.
F tracción= F recuperadora a=0
Conociendo el alargamiento y la constante, se puede hallar la fuerza recuperadora aplicando la ley de Hooke. Esta fuerza es vari able a lo largo del recorrido. Al suprimir la fuerza de tracción necesaria para lanzar el resorte, la masa unida al extremo se mueve sometida a la fuerza recuperadora dada por la ley de Hooke, y acelera.
Esta es la ley de Hooke: F
recuperadora = -
K · X
En realidad la Ley de Hooke es : F= - K· x Esta fórmula quiere decir: "Lo que se incrementa la fuerza recuperadora desde el equilibrio es proporcional a lo que se separa la masa de la posición de equilibrio" Si el incremento de x es hacia la derecha (positivo), la fuerza recuperadora está dirigida hacia la izquierda. El signo sólo indica el sentido del vector; los valores (módulos) son siempre positivos. Como la fuerza en la posición de equilibrio es c ero, el incremento de F es igual a F.
Si el resorte está comprimido el , es negativo (hacia la izquierda) y la fuerza recuperadora es positiva, hacia la derecha
9) Analice las fuerzas de cohesión y fuerzas de adherencia .De ejemplos La cohesión Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la i nteracción entre las superficies de distintos cuerpos. En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un liquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.
La adhesión ha jugado un papel muy importante en muchos aspectos de las técnicas de construcción tradicionales. La adhesión del ladrillo con el mortero (cemento) es un ejemplo claro. En la vida cotidiana, estas fases de la materia, se aplican a casi todos los campos de la técnica: - Máquinas de fluidos: Bombas y Turbinas. - Redes de distribución. - Regulación de máquinas. - Transmisiones de fuerza y controles hidráulicos y neumáticos. - Acoplamientos y cambios de marcha.
Bibliografía
www.laplace.us.es/wiki/index.php/Asociaciones_de_ resortes www.es.answers.yahoo.com › ... › Ciencias y matemáticas › Física
www.euetit-ege.upc.es/uned/.../MUELLES%20Y%20RESORTES.pdf www.teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/.../mas/.../Lei_Hooke.htm www.fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/.../cohesión/cohesión.htm
www.es.wikipedia.org/wiki/Adhesión
