Respuestas esperadas
a. A medida que aumenta la cantidad de piedras, se incrementa el estiramiento del elástico. b. Si las piedras son del mismo tamaño y tienen la misma masa, a medida que aumenta al doble la
cantidad de piedras, el elástico también incrementa al doble su elongación.
c. Siempre que las piedras que se incorporen en la bolsa masen lo mismo, la relación entre el peso
y la elongación del elástico será directa.
Tratamiento de errores frecuentes
• Respecto de la ley de Hooke, y su aplicación matemática, es común que los estudiantes tomen
como dato el largo total del resorte y no su elongación producto de la aplicación de fuerza. Acláreles que esta ley considera la elongación del resorte, partiendo desde su largo natural; por esto, solo se debe considerar cuánto se estiró desde ese punto.
• Otro error frecuente que se comente al utilizar la fórmula matemática de la ley de Hooke es el
signo – . Si se está considerando la fuerza aplicada sobre el resorte, la fórmula matemática no debe llevar el signo –, y si se considera la fuerza de restitución elástica, la fórmula debe incluir el signo –. A continuación, se desarrollan algunas sugerencias para iniciar la lección, haciendo énfasis en los prerrequisitos y en las experiencias previas que se exploran en las secciones Necesitas saber y
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A
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Sugerencias de desarrollo de lección
• Explique a sus estudiantes que esta ley rige las deformaciones elásticas. Recordar que la longitud
de la deformación es proporcional a la fuerza aplicada; es decir, a mayor fuerza aplicada, más se deformará el resorte.
• Presente la siguiente experiencia: muestre dos resortes de fácil manipulación. Pida a un estudiante
que estire el primer resorte aplicando una fuerza muy pequeña, mientras que al segundo se le aplica una fuerza muy grande, de tal manera que no regrese a su estado original. Plantee las siguientes preguntas:
¿Qué se observó en la experiencia? ¿Qué sucedió con el segundo resorte? ¿A qué se debió?
Luego, explíqueles que cuando un resorte supera el límite de elasticidad, ya no se comporta como un cuerpo elástico.
• Vuelva a hacer hincapié en que la mayoría de los cuerpos sólidos se deforman cuando actúan
fuerzas sobre ellos, pero algunos recuperan su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar. Los cuerpos que tienen esta propiedad se llaman elásticos. Hay una gran variedad de cuerpos elásticos a nuestro alrededor: resortes, ligas, cuerdas de instrumentos musicales, láminas metálicas, etcétera.
Minitaller científico 1 (página 189)
Respuestas esperadas
a. Al aplicar fuerza sobre el elástico y el resorte, su elongación cambia.
b. Mientras más fuerza se les aplique a los materiales, tienden a elongarse más.
c. Si pensamos en que los materiales se estiran en forma proporcional a la fuerza que se les
aplica, sería posible medir esta magnitud con un material que presente las características observadas en este minitaller.
d. Tanto el resorte como el elástico para billetes se consideran materiales elásticos, pues luego
que se deforman, vuelven a su estado original.
Actividad 2(página 189)
Respuesta esperada
• Esta respuesta depende de los materiales que encuentren los estudiantes. Se sugiere que los guíe,
invitándolos a que expongan sus tablas para comprobar si efectivamente los objetos escogidos presentan las características de un material que se deforma momentáneamente.
Actividades complementarias
Nivel básico
Clasifica los materiales de estas imágenes como elásticos o inelásticos.
Nivel avanzado
Lee con atención el siguiente texto y luego responde las preguntas asociadas.
Los materiales elásticos son muy comunes en la vida diaria: globos, elásticos en la ropa, implementos deportivos. Sin embargo, ¿qué cualidades tiene este tipo de materiales? Los materiales elásticos también se conocen con el nombre de elastómeros; son muy flexibles pues están formados por moléculas muy largas (polímeros) cuya longitud puede aumentar hasta en 400 % cuando son sometidos a una fuerza externa y después regresan a su estado natural una vez que la fuerza deja de actuar, siempre que no hayan superado su límite elástico.
El principal representante de este tipo de materiales es el caucho, primer elastómero descubierto y el más abundante en la naturaleza; sin embargo, el caucho natural no es muy útil, ya que no recupera su forma inicial con facilidad, es pegajoso y muy blando cuando se calienta. Para mejorar sus propiedades es sometido a un proceso de vulcanización, la cual consiste en tratar el caucho con pequeñas cantidades de azufre y calor, obteniendo un caucho vulcanizado cuyas cualidades, mas elástico, resistente al calor y menos pegajoso, permiten su utilización en la fabricación de neumáticos, suelas de zapatos, manguera, tuberías, etcétera.
a. ¿Qué características presentan los materiales elásticos?
b. ¿Cómo podrías relacionar este tipo de materiales con la ley de Hooke? c. Menciona algunas aplicaciones cotidianas del caucho.
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Solucionario de las actividades complementarias Nivel básico
Inelástico Elástico
Elástico Inelástico
Nivel avanzado
a. Los materiales elásticos se conocen con el nombre de elastómeros, son muy flexibles y su
longitud puede aumentarse cuando son sometidos a una fuerza externa y luego regresar a su estado original cuando esta fuerza deja de actuar.
b. La ley de Hooke postula que la longitud de un material elástico, mientras este está sometido
a una fuerza externa, aumenta de forma proporcional a la fuerza aplicada, y cuando esta fuerza deja de actuar, el material es capaz de volver a su estado original. Es lo que ocurre con los materiales elásticos, como el caso del caucho vulcanizado.
c. Se utiliza para la fabricación de neumático, llantas, artículos impermeables y aislantes;
también se usa en cementos, cintas aislantes, cintas adhesivas y como aislante para mantas y zapatos, entre otras. Es importante dejar en claro que el caucho vulcanizado posee muchas más aplicaciones que el caucho natural.
Actividad 3
Respuestas esperadas
(página 193)
a. El gráfico 1 representa una función lineal para cualquier valor de la fuerza aplicada; en el gráfico
2, la gráfica es lineal solo hasta cierto valor de F.
b. En el gráfico 2, el resorte satisface la ley de Hooke hasta el límite elástico. Si la deformación del
resorte supera este límite, ya no volverá a su forma original.
Ejemplo resuelto 1 (página 194)
Respuesta esperada
El estiramiento será de 5 cm.