un resorte sin estirar ni comprimir guarda energía potencial elástica. ¿verdadero o falso? ¿Por qué?
Respuestas
Respuesta:
Un resorte es un objeto que puede ser deformado por una fuerza y volver a su forma original en la ausencia de esta.
Los resortes vienen en una gran variedad de formas diferentes, pero el muelle en espiral de metal es probablemente el más familiar. Los resortes son una parte esencial de casi todos los dispositivos mecánicos moderadamente complejos; desde bolígrafos a motores de coches de carreras.
No hay nada particularmente mágico en la forma de un muelle en espiral que lo haga comportarse como un resorte. La elasticidad es una propiedad fundamental del alambre con el que está hecho. Un cable de metal largo y recto también tiene la capacidad de regresar a su forma original después de un estiramiento o una torsión. Pero enrollarlo nos permite aprovechar las propiedades de un pedazo de alambre muy largo en un pequeño espacio. Esto es mucho más conveniente para la construcción de dispositivos mecánicos.
Explicación:
Cuando se aplica una fuerza sobre un material, este se estira o comprime como resultado. Todos estamos familiarizados con materiales como el hule, que se estiran muy fácilmente.
En mecánica, lo importante es la fuerza aplicada por unidad de área; llamamos esfuerzo (\sigmaσsigma) a esta cantidad. El grado de estiramiento/compresión que se produce mientras el material responde al esfuerzo lo llamamos deformación (\epsilonϵ\epsilon). Medimos el esfuerzo con el cociente de la diferencia en la longitud \Delta LΔLdelta, L entre la longitud inicial L_0L
0
L, start subscript, 0, end subscript a lo largo de la dirección del esfuerzo, es decir, \epsilon=\Delta L/L_0ϵ=ΔL/L
0
\epsilon, equals, delta, L, slash, L, start subscript, 0, end subscript.
Cada material responde de forma distinta al esfuerzo, y los detalles de la respuesta son importantes para los ingenieros que deben seleccionar materiales a partir de sus estructuras, así como máquinas que se comporten de manera predecible bajo esfuerzos esperados.
En la mayoría de los materiales, la deformación que experimentan cuando se les aplica un pequeño esfuerzo depende de la tensión de los enlaces químicos dentro de ellos. La rigidez del material está directamente relacionada con la estructura química de este y de los tipos de enlaces químicos presentes. Lo que sucede cuando se quita el esfuerzo depende de hasta qué punto los átomos se han movido. En general hay dos tipos de deformación:
Deformación elástica. Cuando se quita el esfuerzo, el material regresa a la forma que tenía originalmente. La deformación es reversible y no es permanente.
Deformación plástica. Esta ocurre cuando se aplica un esfuerzo tan grande a un material que al retirarlo el material no regresa a su forma anterior. Hay una deformación permanente e irreversible. Llamamos límite elástico del material al valor mínimo de esfuerzo necesario para producir una deformación plástica.
Cualquier resorte debe diseñarse para que, al ser parte de una máquina, solo experimente una deformación elástica dentro del funcionamiento normal de esta.