Calculadora de Energía Potencial Elástica
Calcula la energía almacenada en un sistema elástico
La energía potencial elástica es la energía almacenada en un objeto elástico (como un resorte) cuando se deforma. Esta energía se almacena cuando el objeto se estira o comprime desde su posición de equilibrio.
Cuando se libera el objeto deformado, la energía potencial elástica se convierte en energía cinética, permitiendo que el objeto regrese a su forma original.
La fórmula para la energía potencial elástica es:
E = ½ × k × x²
Donde:
- E = Energía potencial elástica (Julios, J)
- k = Constante del resorte (Newtons por metro, N/m)
- x = Desplazamiento desde la posición de equilibrio (metros, m)
- Constante del resorte (k): Un resorte más rígido (mayor k) almacenará más energía para el mismo desplazamiento.
- Desplazamiento (x): La energía aumenta con el cuadrado del desplazamiento, por lo que pequeños cambios en el desplazamiento tienen un gran efecto.
- Límite elástico: El material debe mantenerse dentro de su límite elástico para que la ley de Hooke sea válida.
La energía potencial elástica tiene muchas aplicaciones:
- Diseño de amortiguadores y suspensiones
- Mecanismos de relojería
- Juguetes y dispositivos mecánicos
- Sistemas de almacenamiento de energía
- Instrumentos musicales de cuerda
¿Por qué el desplazamiento está al cuadrado en la fórmula?
El cuadrado del desplazamiento refleja que la fuerza necesaria para estirar o comprimir un resorte aumenta linealmente con la distancia, por lo que la energía acumulada es proporcional al área bajo la curva fuerza-desplazamiento.
¿Qué sucede si se sobrepasa el límite elástico?
Si se excede el límite elástico del material, la deformación se vuelve permanente y la ley de Hooke deja de ser válida. El material puede deformarse permanentemente o incluso romperse.