Ley de Hooke y laboratorio de resortes
Explora la fuerza, la constante del resorte, el desplazamiento, la energía elástica almacenada y los resortes en serie/paralelo en tiempo real.
Pozos de potencial y movimiento armónico 🖖
La ley de Hooke, F = -kx, describe el comportamiento elástico lineal de los materiales bajo deformación. El signo negativo representa la fuerza restauradora, que empuja el sistema hacia su estado de equilibrio. A escala atómica, la ley de Hooke es una aproximación de primer orden del potencial de Lennard-Jones. Cerca del fondo de cualquier pozo de potencial estable, la curva de energía potencial es aproximadamente cuadrática, U = 1/2 kx². Este estado de energía cuadrática significa que cualquier pequeña perturbación dará como resultado un movimiento armónico simple. Es la puerta de entrada para comprender vibraciones y ondas.
La rigidez y cómo se combinan los resortes 🖖
La ley de Hooke solo dice que un resorte empuja de vuelta en proporción directa a cuánto lo estiras o comprimes: la constante elástica k es simplemente su rigidez, en newtons por metro. El modo de sistemas revela una sorpresa elegante: dos resortes idénticos uno al lado del otro (en paralelo) duplican la rigidez, pero esos mismos dos unidos extremo con extremo (en serie) quedan con la mitad de rigidez. Encadenar resortes los hace más blandos, no más fuertes.
Hooke escondió su ley en un anagrama 🖖
En 1676 Robert Hooke aún no quería revelar su descubrimiento, así que lo publicó como un anagrama latino desordenado: ceiiinosssttuv. Dos años después lo descifró: ut tensio, sic vis, «según la extensión, así la fuerza». Protegía su prioridad mientras trabajaba en relojes movidos por resortes. Esa misma ley lineal vive hoy en las básculas de cocina, las suspensiones de los coches y el clic de un bolígrafo retráctil.