Calculadora de constante elástica
Esta calculadora de constante elástica da la rigidez de un resorte. Ejemplo: 50 N alargan un resorte 0,1 m, así que k = 500 N/m.
Ejemplo: ¿Qué datos tiene: Fuerza y alargamiento (Hooke) · Fuerza F 50 N · Alargamiento x 0,1 m → Resultado: k = 500 N/m (constante elástica). Fuente: Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics (F = −k·x, E = ½·k·x², T = 2π·√(m/k)). Actualizado: .
Cómo se calcula
La constante elástica k (o rigidez del resorte) indica cuánta fuerza hace falta para estirar o comprimir un resorte un metro. Cuanto mayor es k, más rígido es el resorte. La unidad es N/m.
Fórmulas
Según la ley de Hooke, F = k·x, de modo que k = F / x. Si se conoce la energía almacenada E = ½·k·x², resulta k = 2·E / x². En un péndulo elástico de masa m y período T se cumple T = 2π·√(m / k), es decir, k = 4π²·m / T².
Ejemplo
Una fuerza de 50 N alarga un resorte 0,1 m: k = 50 / 0,1 = 500 N/m, o sea 0,5 N/mm o 2,85507 lbf/in. El resorte almacena E = ½ · 500 · 0,1² = 2,5 J. Con E = 2,5 J y x = 0,1 m se obtiene el mismo k = 500 N/m. Un péndulo elástico de 0,5 kg con T = 0,2 s da k = 4π² · 0,5 / 0,2² = 493,48 N/m, con una frecuencia de 5 Hz.
- El alargamiento debe ir en metros; los centímetros se dividen entre 100.
- Dos resortes iguales en serie tienen la mitad de constante; en paralelo, el doble.
- La ley de Hooke solo vale en el rango elástico; pasado el límite elástico, el resorte se deforma de forma permanente.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa una constante elástica alta?
Un resorte rígido: incluso un alargamiento pequeño exige mucha fuerza. Con k = 500 N/m, cada milímetro de alargamiento requiere 0,5 N, es decir, unos 5 N por centímetro.
¿Cómo obtengo la constante elástica a partir del período?
Con k = 4π²·m / T². Para m = 0,5 kg y T = 0,2 s resulta k = 493,48 N/m.
¿Cómo paso N/m a N/mm?
Divida entre 1000: 500 N/m son 0,5 N/mm. Para lbf/in, divida entre 175,127.
Fuentes y base legal
- Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics (F = −k·x, E = ½·k·x², T = 2π·√(m/k))
- Wikipedia – Federkonstante
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