La energía potencial en una primavera elástica surge del trabajo realizado para deformar el resorte . Aquí hay un desglose:
1. Ley de Hooke:
- Springs obedece la ley de Hooke, que establece que la fuerza requerida para estirar o comprimir un resorte es proporcional al desplazamiento de su posición de equilibrio. Matemáticamente, esto se expresa como: f =-kx
- f: Fuerza aplicada
- k: Constante de primavera (una medida de la rigidez del resorte)
- x: Desplazamiento del equilibrio
2. Trabajo realizado:
- Cuando estira o comprime un resorte, ejerce una fuerza contra la fuerza de restauración de la primavera. Esta fuerza funciona en la primavera.
- El trabajo realizado para deformar el resorte se almacena como Energía potencial (PE) .
3. Calculación de energía potencial:
- La energía potencial almacenada en un resorte se calcula utilizando la siguiente fórmula: pe =(1/2) kx²
- PE: Energía potencial
- k: Primavera constante
- x: Desplazamiento del equilibrio
4. Almacenamiento de energía:
- La energía potencial almacenada en la primavera representa la capacidad de trabajar. Cuando suelte el resorte, ejercerá una fuerza y volverá a su posición de equilibrio.
- Esta fuerza se puede usar para realizar el trabajo, como impulsar una masa o impulsar un mecanismo.
En esencia, la energía potencial almacenada en un resorte es un resultado directo del trabajo realizado para deformarlo. Esta energía está disponible para funcionar cuando se lanza la primavera.
Ejemplo:
Imagine un resorte con una constante de resorte de 100 n/m. Lo estira en 0.2 metros.
- Trabajo realizado: Trabajar =(1/2) * 100 n/m * (0.2 m) ² =2 julios
- energía potencial almacenada: PE =2 Joules
Por lo tanto, la primavera ha almacenado 2 julios de energía potencial, listas para convertirse en energía cinética cuando se libera.
