Combinación de resortes

 El módulo de Young (también conocido como el módulo de elasticidad) es un número que mide la resistencia de un material a ser deformado elásticamente. Se nombró en honor al físico del siglo de XVII, Thomas Young. Mientras más rígido es un material, más grande es su módulo de Young.

Generalmente, denotamos el módulo de Young con el símbolo $E$E y lo definimos como:

$E = \frac{\sigma}{\epsilon} = \frac{\mathrm{esfuerzo}}{\mathrm{deformación}}$E, equals, start fraction, sigma, divided by, \epsilon, end fraction, equals, start fraction, e, s, f, u, e, r, z, o, divided by, d, e, f, o, r, m, a, c, i, o, with, acute, on top, n, end fraction

Podemos definir el módulo de Young para cualquier deformación, pero es constante si se obedece la ley de Hooke. Podemos obtener directamente la constante de resorte $k$k a partir del módulo de Young del material, el área $A$Asobre la cual se aplica la fuerza (ya que el esfuerzo depende del área) y la longitud original del material $L$L. 

$k = E \frac{A}{L}$k, equals, E, start fraction, A, divided by, L, end fraction

Se trata de una relación muy útil para entender las propiedades de combinaciones de resortes. Consideremos el caso de dos resortes ideales similares con constante de resorte $k$k, que podemos colocar uno tras otro (en serie) o uno al lado del otro (en paralelo) para soportar un peso, como se muestra en la figura. 

Figura 2: combinaciones en serie y en paralelo de dos resortes similares.

En la configuración en serie, podemos ver que los resortes combinados equivalen a un resorte con el doble de longitud. La constante de resorte en este caso debe ser la mitad de la de un solo resorte, $k_\mathrm{efectiva}=k/2$k, start subscript, e, f, e, c, t, i, v, a, end subscript, equals, k, slash, 2.

En la configuración en paralelo, la longitud sigue siendo la misma, pero la fuerza se distribuye sobre el doble del área del material. Esto duplica la constante de resorte efectiva de la combinación, $k_\mathrm{efectiva}=2 k$k, start subscript, e, f, e, c, t, i, v, a, end subscript, equals, 2, k.