Calculadora de la ley de Hooke
Elige qué calcular, introduce los otros dos valores y elige las unidades. La calculadora aplica la ley de Hooke F = k × x y muestra la energía potencial elástica que guarda el muelle estirado o comprimido, ½ × k × x².
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Cómo se usa
- Elige qué calcular: fuerza, constante elástica o alargamiento.
- Introduce los dos valores conocidos y elige sus unidades.
- Consulta el resultado en la unidad elegida, la energía almacenada y k en N/m.
Fórmulas
- Fuerza: F = k × x.
- Constante elástica: k = F ÷ x. Alargamiento: x = F ÷ k.
- Energía elástica: E = ½ × k × x², en julios.
Ejemplo resuelto
Un muelle de k = 200 N/m estirado 5 cm: F = 200 × 0,05 = 10 N, y guarda ½ × 200 × 0,05² = 0,25 J.
Una carga de 50 N comprime un muelle 25 mm: k = 50 ÷ 0,025 = 2000 N/m, es decir, 2 N/mm, y la energía almacenada es 0,625 J.
Consejos y límites
- No salgas del régimen elástico. Pasado el límite elástico el muelle se deforma para siempre y la ley deja de cumplirse.
- Mide desde la longitud natural. x es el cambio de longitud, no la longitud total del muelle.
- Muelles en serie y en paralelo. Dos muelles iguales en paralelo son el doble de rígidos; uno tras otro, la mitad.
Preguntas frecuentes
¿Qué dice la ley de Hooke?
Dentro de su límite elástico, la fuerza de un muelle es proporcional a lo que se estira o comprime, F = k × x. La constante elástica k indica lo rígido que es el muelle, en newtons por metro.
¿Por qué a veces se escribe F = −kx?
El signo menos indica que el muelle empuja en sentido contrario a la deformación. Esta calculadora trabaja con módulos, así que todos los valores son positivos.
¿Cuánta energía guarda un muelle?
E = ½ × k × x². Un muelle de 200 N/m estirado 5 cm guarda ½ × 200 × 0,05² = 0,25 J. Con el doble de alargamiento guarda cuatro veces más energía.
¿Cómo paso de N/mm a N/m?
Multiplica por 1000. Los catálogos de muelles suelen dar la constante en N/mm o lbf/in; elige esa unidad y la calculadora la convierte. 1 lbf/in son unos 175,13 N/m.