Llei de Hooke i Representació Vectorial de les Forces

La Llei de Hooke: Força i Deformació

La relació entre la força aplicada (F) i l'allargament o deformació (x) d'un cos elàstic es descriu mitjançant la Llei de Hooke:

F = k · x

On:

• F és la força que provoca la deformació.
• x és l’allargament de la molla.
• k és una constant pròpia de cada cos anomenada constant elàstica, i ens indica si un cos presenta molta o poca resistència a ser deformat en aplicar-li una força.

Practica la Llei de Hooke

• Com es calcula la constant d’elasticitat d’una molla?
• Representació amb una gràfica de la deformació que pateix a l’aplicar-li una força.

La Força es Representa amb Vectors

La força és una magnitud vectorial. Això vol dir que per descriure-la completament necessitem conèixer, a més del valor de la intensitat, la direcció, el sentit i el punt d’aplicació de la força.

Components d'un Vector Força

• El mòdul o intensitat: És el valor numèric que quantifica el nombre d’unitats que representa. Exemple: Una força de 100 N té un mòdul de 100. Quan representem les forces gràficament, el mòdul ve donat per la llargada del vector que la representa, i podem emprar escales en la representació.
• La direcció: És la línia d’acció on actua la força.
• El sentit: És l’orientació del vector força dins la línia d’acció.
• El punt d’aplicació: És el punt del cos on actua el vector força.

Les forces, doncs, es representen amb vectors.

Sistemes de Forces

Quan sobre un cos actua un parell o més de forces, parlem de sistemes de forces. En un sistema de forces ens interessa conèixer l’efecte de totes les forces sumades, el que es coneix com a força resultant.

La força resultant s’entén com una única força que, ella sola, provoca el mateix efecte que el conjunt de les forces que actuen sobre el cos (el sistema de forces).

Sistema de Forces Concurrents amb la Mateixa Direcció

Aquest sistema es pot donar en dos casos:

1. Mateix sentit: La força resultant és la suma de totes les forces.
2. Sentits contraris: La resultant s’obté calculant la diferència entre les forces (es resten).

Exemple de Forces Contràries

Tenim dos amics que estiren cadascun d’una corda en la mateixa direcció, però en sentit contrari. Si tots dos fan una força amb una intensitat semblant, la corda no es desplaça en cap sentit. Això és així perquè les forces que actuen es contraresten i fan el mateix efecte que si no existís cap força.