Ley de Hooke – Concepto, Fórmula, Elasticidad y Aplicaciones

Te explicamos qué es la ley de Hooke, su fórmula y sus aplicaciones en ingeniería y arquitectura. Además, ¿cómo se calcula la elasticidad?

Ley de Hooke de la elasticidad física
Cuanto mayor sea la tensión ejercida sobre un objeto, mayor será la deformación que experimentará.

¿Qué es la Ley de Hooke?

Ley de la elasticidad de Hooke o simplemente Ley de Hooke, es el principio físico que rodea el comportamiento elástico de los sólidos. Fue formulado en 1660 por el científico británico Robert Hooke, contemporáneo del famoso Isaac Newton.

El imperativo teórico de esta ley es que el desplazamiento o deformación que experimenta un objeto sometido a una fuerza es directamente proporcional a la fuerza o deformación deformante. A saber, A mayor fuerza, mayor deformación o desplazamiento.o como el propio Hooke lo expresó en latín: Ut tensio sic vis (“Como es la extensión, así es el poder”).

La ley de Hooke es extremadamente importante en varios campos, como la física y el estudio de resortes elásticos (su demostración más común). Es un concepto fundamental en ingeniería y arquitectura.Ingeniería y diseño porque nos permite anticipar cómo la fuerza o el peso prolongados cambiarán las dimensiones de los objetos con el tiempo.

Se dice que esta ley fue publicada por Hooke en forma de un anagrama misterioso (ceiiinosssttuv), a partir del cual se puede reconstruir el enunciado latino de su ley porque temía que alguien pudiera apropiarse indebidamente de su descubrimiento. Unos años más tarde, sin embargo, hizo públicos sus hallazgos.

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Ley de Hooke para resortes

La fórmula más común para la ley de Hooke es la siguiente:

F = -k. ΔL

De donde:

  • F es la fuerza de deformación
  • ΔL es la variación que experimenta la longitud del resorte, ya sea de compresión o de extensión.
  • k es la constante de proporcionalidad bautizada como constante de resortegeneralmente expresado en Newtons por metro (N/m).

Para el cálculo de ΔL, es decir, la deformación del objeto, el conocimiento de la longitud inicial (L0) y el final (LF).

Ver también: Elasticidad en Física

Aplicaciones de la ley de Hooke

Materiales de puente de elasticidad física de la ley de Hooke
La Ley de Hooke nos permite predecir el efecto del peso sobre los materiales de construcción.

La ley de Hooke es de gran utilidad en todas aquellas áreas donde se requiere un conocimiento completo de la capacidad elástica de los materiales. La ingeniería, la arquitectura y la construcción son las disciplinas donde más se utiliza.

Por ejemplo, esta ley permite predecir cómo afectará el peso de los automóviles a un puente y en los materiales de los que está hecho (por ejemplo, metal). También permite calcular el comportamiento de un fuelle o un conjunto de resortes dentro de una máquina o dispositivo industrial específico.

La aplicación más conocida de la ley de Hooke es Desarrollo de dinamómetros: Dispositivo que consta de un resorte y una balanza con el que se pueden medir fuerzas escalarmente.

Ley de Hooke y elasticidad.

La aplicación de la ley de Hooke para calcular la elasticidad depende de si se trata de resortes o de cuerpos elásticos.

La «ecuación del resorte» se utiliza para calcular la elasticidad de los resortes.que es la forma más general de enunciar la fórmula de la ley de Hooke (la misma que ofrecimos más arriba: F = -k . ΔL).

Si conocemos la constante del resorte k y la masa del objeto conectado al resorte, podemos hacer eso Calcular la frecuencia de vibración circular del resorte. (ω), con la siguiente fórmula:

ω = √k/m

En lugar de esto, Para calcular la elasticidad de los sólidos elásticos, se debe generalizar la ley de los resortesya que la distribución de tensiones en su cuerpo es mucho más complicada que la de un fuelle.

Para ello se utilizan las ecuaciones de Lamé-Hooke, que tienen fórmulas específicas para cada sólido según su forma concreta: unidimensional, tridimensional isótropo u tridimensional ortótropo. Sin embargo, son temas que requieren una elaboración mucho más compleja y técnica.

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