Calculadora de resortes en serie y paralelo
Combina hasta tres constantes de resorte en serie o en paralelo: constante equivalente, alargamiento total con una carga, fuerza y alargamiento de cada resorte, energía almacenada y periodo de oscilación.
Cómo funciona
Serie: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃ (misma fuerza, los alargamientos se suman) · Paralelo: k = k₁ + k₂ + k₃ (mismo alargamiento, las fuerzas se suman) · x = F/k · E = F²/(2k) · T = 2π√(m/k)
Los resortes en serie soportan la misma fuerza, así que sus alargamientos se suman y el conjunto es más blando que el resorte más blando: se suman los inversos de las constantes. Los resortes lado a lado en paralelo comparten el mismo alargamiento, así que sus fuerzas se suman y las constantes simplemente se suman. Son las reglas inversas a las de las resistencias (e iguales a las de los capacitores). Se supone que cada resorte cumple la ley de Hooke F = kx y no tiene masa, como en OpenStax Física Universitaria.
Ejemplo resuelto
Dos resortes de 200 N/m y 300 N/m en serie: 1/k = 1/200 + 1/300, así que k = 120.00 N/m. Una carga de 10 N estira el conjunto x = 10 / 120 = 8.333 cm: 5.000 cm el primer resorte y 3.333 cm el segundo, y cada uno soporta los 10 N completos. La energía almacenada es 10² / (2 × 120) = 0.4167 J, y una masa de 1 kg oscilaría con T = 2π√(1 / 120) = 0.5736 s (1.743 Hz).
Fuentes: OpenStax University Physics Vol. 1 — Simple Harmonic Motion (springs) · Wikipedia — Series and parallel springs
Preguntas frecuentes
¿Los resortes en serie son más rígidos o más blandos?
Más blandos. La constante equivalente siempre es menor que la constante individual más pequeña: dos resortes iguales en serie tienen la mitad de la rigidez de uno.
¿Por qué la regla es la opuesta a la de las resistencias?
En resistencias en serie se suman las caídas de voltaje; en resortes en serie se suman los alargamientos, lo que equivale a sumar flexibilidades 1/k. Por eso los resortes se comportan como capacitores: en serie se usan inversos y en paralelo se suma directo.
¿Qué pasa si los resortes en paralelo no están sujetos de forma simétrica?
La regla en paralelo supone que la barra de carga se mantiene nivelada para que todos se estiren igual. Si la carga está descentrada, la barra se inclina y cada resorte se estira distinto.
¿Qué pasa si corto un resorte a la mitad?
Un resorte es una cadena en serie de sus propias espiras, así que la mitad de la longitud tiene el doble de constante (k ∝ 1/número de espiras activas).
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Los resultados suponen el modelo idealizado de libro de texto descrito arriba; los sistemas reales tienen pérdidas y tolerancias, así que verifica los valores críticos para la seguridad con mediciones o con un ingeniero calificado.