¿Cómo medir Fuerzas?

Al aplicar una fuerza en el muelle de la figura (arriba), este se alarga (abajo). La deformación que se le produce (x-x0) es directamente proporcional a la fuerza que le aplicamos.

Cuando aplicas una fuerza a un muelle, probablemente este se alargará. Si duplicas la fuerza, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke.

La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.

F=k·(x-x0)

donde:

  • F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle.
  • k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que cada uno tendrá la suya propia.
  • x0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza.
  • x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada.

Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle decimos que hemos superado su límite de elasticidad

Dinamómetro

Bien, ¿y para que sirve todo esto en relación con la medida de fuerzas?. Lo cierto es que mucho. De hecho, la información que nos proporciona la ley de Hooke, es utilizada para construir los dinamómetros, que son dispositivos capaces de medir fuerzas.

De forma básica, están formados por un cilindro transparente que contiene un muelle con uno de sus lados unidos a la base del mismo y el otro a un gancho. Al aplicar una fuerza al gancho el muelle estira. Dependiendo del alargamiento que sufra podremos saber que fuerza se ha aplicado. ¿Pero cuanto?

Generalmente se incluye una flecha adherida al muelle. Donde apunte la flecha se marca sobre el cilindro 0 N. Posteriormente se cuelga una masa de 100 gramos y nuevamente se vuelve a marcar pero esta vez con 1 N, repitiendo el proceso con 200 gr (2 N), 300 gr (3N), etc.

Si tiramos ahora del gancho podremos saber que fuerza estamos aplicando. 

Experimenta y Aprende
 
Dinamómetro

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