Calculadora de la ley de Hooke

La ley de Hooke describe la relación aproximadamente lineal entre fuerza aplicada y deformación en muchos sistemas elásticos. En un resorte, la magnitud de la fuerza es la constante elástica multiplicada por el desplazamiento respecto al equilibrio. La constante mide la rigidez en newtons por metro: cuanto mayor sea, más fuerza requiere la misma extensión o compresión. Esta calculadora despeja la misma relación para obtener fuerza, rigidez o desplazamiento a partir de las otras dos magnitudes. En forma vectorial, la fuerza restauradora apunta en sentido contrario al desplazamiento y suele escribirse con signo negativo. La calculadora muestra magnitudes positivas porque se centra en el tamaño, no en la dirección. Si el resorte se estira en sentido positivo, su fuerza restauradora apunta hacia el equilibrio; al comprimirse, la fuerza invierte su sentido. Define una convención de coordenadas cuando la dirección importe en un problema de mecánica. El modelo lineal solo es válido dentro del rango elástico de trabajo del material o resorte. La curva real de fuerza y desplazamiento puede hacerse no lineal con recorridos grandes, espiras que se tocan, pérdida de precarga en un resorte de tracción o proximidad al límite elástico. La deformación permanente impide recuperar por completo la forma original, por lo que el modelo de rigidez constante deja de ser adecuado. En diseño siempre deben prevalecer las cargas nominales y los límites de recorrido del fabricante. La energía potencial elástica almacenada durante una carga gradual es la mitad de la constante elástica por el desplazamiento al cuadrado. Para un resorte lineal también es la mitad de la fuerza final por el desplazamiento. Esto se debe a que la fuerza aumenta desde cero hasta su valor final mientras el resorte se mueve. La calculadora muestra esta energía tras resolver las tres magnitudes de Hooke. Los sistemas dinámicos pueden intercambiarla con energía cinética, mientras que el amortiguamiento transforma parte de la energía mecánica en calor. La constante elástica puede medirse aplicando varias cargas conocidas y ajustando la pendiente de fuerza frente a desplazamiento. Varios resortes se combinan según su disposición: en paralelo se suman las rigideces y en serie se suman las flexibilidades. Temperatura, fatiga, tolerancias de fabricación, geometría de montaje y precarga pueden alterar el comportamiento real. Usa esta herramienta para estimaciones estáticas ideales y ejercicios, y verifica los mecanismos críticos con datos del proveedor y pruebas físicas. Usa protección ocular y sujeta los resortes cargados de forma segura, porque la energía elástica puede liberarse de golpe si falla un componente o una fijación.