Fuerza elástica - Resumen de estudio

1. Idea central

• La fuerza elástica es el jalón con que un cuerpo elástico busca recuperar su forma natural.
• Mientras más lo deformas, más fuerte jala.
• Ejemplo mental: una liga estirada poco jala suave, estirada mucho jala fuerte, y si la sueltas vuelve a su tamaño inicial.

2. Vocabulario clave

• Cuerpo elástico: el que recupera su forma después de deformarse, como un resorte o una liga.
• Deformación (x): cuánto se estiró o comprimió desde su longitud natural. Se mide en metros (m).
• Fuerza elástica (Fe): qué tan fuerte jala o empuja el cuerpo elástico. Se mide en newton (N).
• Constante elástica (k): qué tan duro es el resorte. Se mide en newton por metro (N/m).
• k grande = resorte duro, como el de un colchón.
• k pequeño = resorte suave, como el de un lapicero.

3. Ley de Hooke: la fórmula

• Fe = k · x
• Fe en N, x en m, k en N/m.
• La fuerza es proporcional a la deformación: doble deformación, doble fuerza.
• Solo vale antes del límite elástico.

4. Dirección: regla de oro

• Siempre apunta en contra de la deformación.
• Si estiras hacia afuera, el resorte jala hacia adentro para acortarse.
• Si comprimes hacia adentro, el resorte empuja hacia afuera para alargarse.

5. Tres casos para distinguir

• 1. Estiramiento: longitud final mayor que la natural. Jala para acortarse.
• 1. Compresión: longitud final menor que la natural. Empuja para alargarse.
• 1. Límite elástico: si deformas demasiado, ya no vuelve a su forma. En Estática siempre trabajamos antes de ese límite.

6. Equilibrio estático: la ecuación más usada

• En Estática el cuerpo está quieto, todas las fuerzas se compensan.
• Bloque colgado quieto de un resorte vertical:
• Hacia abajo: peso W = m · g, donde m es masa y g es aceleración de la gravedad.
• Hacia arriba: Fe = k · x.
• Condición de equilibrio: Fe = W
• Por tanto: k · x = m · g

7. Ejemplo modelo para memorizar

• Datos: k = 200 N/m, x = 5 cm, g = 10 m/s2.
• Paso 1 - Convertir a metros: 5 cm = 0.05 m.
• Paso 2 - Hallar Fe: Fe = 200 · 0.05 = 10 N hacia arriba.
• Paso 3 - Hallar masa por equilibrio: 10 = m · 10, entonces m = 1 kg.
• Respuesta: 10 N y 1 kg.

8. Checklist de examen

• Convierte siempre x a metros antes de calcular.
• Identifica k y x para aplicar Fe = k · x.
• Dibuja la dirección opuesta a la deformación.
• Si hay equilibrio con peso colgado, usa k · x = m · g.
• Verifica no pasar el límite elástico.