LEY DE HOOKE

Cuando aplicas una fuerza a un muelle, probablemente este se alargará. Si duplicas la fuerza, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke.

La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.

Donde:

F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle.

k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que cada uno tendrá la suya propia.

x0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza.

x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada.

Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle decimos que hemos superado su límite de elasticidad.

Dinamómetro

Bien, ¿y para que sirve todo esto en relación con la medida de fuerzas?. Lo cierto es que mucho. De hecho, la información que nos proporciona la ley de Hooke, es utilizada para construir los dinamómetros, que son dispositivos capaces de medir fuerzas.

De forma básica, están formados por un cilindro transparente que contiene un muelle con uno de sus lados unidos a la base del mismo y el otro a un gancho. Al aplicar una fuerza al gancho el muelle estira. Dependiendo del alargamiento que sufra podremos saber que fuerza se ha aplicado. ¿Pero cuanto?

Generalmente se incluye una flecha adherida al muelle. Donde apunte la flecha se marca sobre el cilindro 0 N. Posteriormente se cuelga una masa de 100 gramos y nuevamente se vuelve a marcar pero esta vez con 1 N, repitiendo el proceso con 200 gr (2 N), 300 gr (3N), etc.

Si tiramos ahora del gancho podremos saber que fuerza estamos aplicando.

Fórmulas:

El principio de la hidrostática indica que la diferencia de presión entre dos puntos de un mismo líquido es igual al producto del peso específico del líquido determinado por la diferencia de los niveles. Este principio se expresa en la siguiente fórmula:

F=-k.∆x

F=-k.(x-xo)

Hidrostática

En la física termodinámica, la presión hidrostática es aquella que el mismo fluido en reposo ejerce sobre su peso. En la hidrostática o estudio de los fluidos en reposo, existe la presión hidrostática y la presión atmosférica, siendo esta última, aquella presión que ejerce la atmósfera sobre el fluido.

Los estados sólido, líquido y gaseoso se comportan bajo las mismas leyes pero los fluidos tienen una capacidad especial de cambiar de forma, aumentando su volumen y no su masa.

De esta forma, la hidrostática se mide a través de la densidad (p), gravedad (g) y profundidad (h) del fluido, y no por su masa o volumen. 

Presión hidrostática

Para calcular la hidrostática y su presión, se debe tomar además dos principios que definen el comportamiento de ésta: el principio de Pascal que indica que un líquido en reposo ejerce presión en todos los sentidos, y el principio de Arquímedes describe cómo el aumento de la profundidad provoca una mayor presión permitiendo la flotabilidad de objetos dentro del líquido.

Por otro lado, la hidrodinámica es la ciencia que estudia los fluidos en movimiento.