SISTEMAS DE RESORTESRESORTES EN SERIE Y EN PARALELO

ELABORADO POR JORGE VILLAFRAZ

RESORTESEl resorte es un dispositivo fabricado con un material elástico, que experimenta una deformaciónsignificativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en lasbásculas de resorte o para almacenar energía mecánica, como en los relojes de cuerda. Los resortes tambiénse emplean para absorber impactos y reducir vibraciones, como en los resortes de ballestas (donde seapoyan los ejes de las ruedas) empleados en las suspensiones de automóvil.

La forma de los resortes depende de su uso. En una báscula de resorte, por ejemplo, suele estar arrollado enforma de hélice, y su elongación (estiramiento) es proporcional a la fuerza aplicada. Estos resorteshelicoidales reciben el nombre de muelles. Los resortes de relojes están arrollados en forma de espiral. Losresortes de ballesta están formados por un conjunto de láminas u hojas situadas una sobre otra.

Resorte de Ballesta

Resorte en espiralResorte Helicoidal

SISTEMAS DE RESORTES

Los resortes se pueden configurar en sistemas en serie y paralelo.

Sistemas de resorte en serie Cuandose dispone los resortes uno acontinuación del otro. Para determinarla constante elástica equivalente (keq)se define de la siguiente manera:

1

𝐾𝑒𝑞=

1

𝐾𝑖

Sistema de resortes en paraleloCuando los resortes tienen un puntocomún de conexión. Para determinar

la constante elástica equivalente ( keq)se define de la siguiente manera:

𝐾𝑒𝑞 = 𝐾𝑖

SISTEMAS DE RESORTES QUE ACTÚAN EN SERIE

Considere el sistema de resortes mostrado en la Figura , una característica de este sistema de resortes es que,realizando un análisis de cuerpo libre para cada uno de los resortes se deduce que, la fuerza aplicada a cadauno de los resortes es igual. Este es la característica fundamental de los resortes que actúan en “serie”.Suponiendo que la fuerza común, aplicada a todos y cada uno de los resultados, esta dada por F, ladeformación de cada uno de los resortes está dada por las ecuaciones:

A partir de la ecuación (2), la deformación total que sufre el sistema de resortes esta dada por:

Puesto que la fuerza soportada por el sistema de resorte que actúan en serie es F, se tiene que la constante del resorte equivalente, ke, esta dada por

En particular, si el sistema consta de únicamente dos resortes que actúan en serie, se tiene que

SISTEMAS DE RESORTES QUE ACTÚAN EN PARALELO

Considere el sistema de resortes mostrado en la Figura, una característica de este sistema de resortes es que ladeformación que sufren todos los es igual. Este es la característica fundamental de los resortes que actúan en“paralelo”. Para recalcar este hecho, a la placa que permite deformar todos los resorte se le ha colocado unasguías que le impiden rotar y que aseguran que la deformación de todos los resortes es igual.

Suponiendo que la deformación común a todos y cada uno de los resortes es δ, la fuerza soportada por cada uno de los resortes está dada por

A partir de las ecuación (3), se tiene que la fuerza total, FT, ejercida por el sistema de resortes esta dada por

Puesto que la deformación es común, la constante del resorte esquinante esta dada por

En particular, si el sistema consta de únicamente dos resortes que actúan en paralelo, se tiene que

EJEMPLOS

Sistema de resortes en serie Sistema de resortes en paralelo