Tomamos medidas de la deformación del muelle al aplicarle fuerzas. Representamos en unos ejes (la deformación en el x) y obtenemos esta gráfica de excel. En el eje vertical está la fuerza en N, y en el eje horizontal la deformación en m.
F = -k.x k, en nuestro experimento vale 17,64 N/m. El signo menos indica que la fuerza es contraria al desplazamiento. Es la llamada ley de Hooke de la deformación.
¿Cómo se mueve?
El movimiento del muelle es un movimiento periódico. Tarda un tiempo T (periodo) en recorrer una oscilación completa.
Vamos a realizar experimentos para demostrar si:
¿El periodo depende de la amplitud?
Cogemos un muelle de constante k=17,6 N/m y lo cargamos con una masa de 230g. Le proporcionamos diferentes amplitudes de movimiento y medimos el periodo:
| Amplitud (cm) | Periodo (s) |
| 1 | 0,72 |
| 2 | 0,72 |
| 3 | 0,71 |
| 4 | 0,72 |
¿El periodo depende de la k?
Usamos varios muelles con constantes diferentes. En realidad acoplamos varios muelles en serie o utilzamos la mitad de uno. De esta forma conseguimos muelles de constantes diferentes. Usamos siempre la misma masa (250g) y la misma amplitud:
| k (N/m) | Periodo (s) |
| 17,64 | 0,75 |
| 8,82 | 1,06 |
| 5,87 | 1,3 |
| 35,28 | 0,53 |
El periodo disminuye al aumentar k
Esta disminución no es proporcional.
La relación entre T y k debe ser alguna función potencial inversa.
Los científicos prueban funciones hasta encontrar una que se ajuste a sus medidas.
Hemos encontrado que la constante es proporcional a 1/T2, o lo que es lo mismo que el periodo depende de la raíz de 1/k.
¿El periodo depende de la masa?
| Periodo (s) | masa (kg) |
| 0,58 | 0,15 |
| 0,67 | 0,2 |
| 0,75 | 0,25 |
| 0,82 | 0,3 |
| 0,88 | 0,35 |
| 0,95 | 0,4 |
| 1 | 0,45 |
| 1,06 | 0,5 |
El periodo aumenta con la masa pero no de forma proporcional. Al igual que antes probamos con diferentes funciones y encontramos que la masa está relacionada con T2, es decir que T depende de la raíz de m
CONCLUSIONES FINALES.
El periodo no depende de la amplitud.
El periodo depende de la raíz de m.
El periodo depende de la inversa de la raíz de k.
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