Dos bloques de masas M y 3M se colocan sobre una superficie horizontal sin fricción. Un resorte ideal se coloca entre las masas. Las masas son empujadas una hacia la otra de tal manera que comprimen el resorte, y luego se ata una cuerda ligera a las masas para que el sistema permanezca en reposo, ver figura. Súbitamente se rompe la cuerda y el bloque de masa 3M se mueve hacia la derecha a una rapidez de 2.0 m/s. Suponiendo que M=800 g calcula la energía potencial elástica del resorte antes de romperse la cuerda.
Respuestas
Durante el proceso de expansión del resorte las fuerzas actuantes son internas. Por eso se conserva el momento lineal del sistema.
Inicialmente en reposo, el momento lineal es nulo
0 = 3 M . 2 m/s - M . V (V es la velocidad de la masa M)
V = 6 m/s
La energía potencial del resorte se transfiere a las dos masas en forma de energía cinética.
Ep = 1/2 . 0,800 kg (6 m/s)² + 1/2 . 3 . 0,800 kg (2 m/s)²
Ep = 19,2 J
Saludos Herminio
El valor de la energía potencial antes de romperse la cuerda es de Ep = 19,2 J
¿Qué es la cantidad de movimiento?
La cantidad de movimiento es la relación que hay entre la masa y la velocidad de una partícula, en realidad es una teoría que puede describir el movimiento como el producto de la masa y la velocidad.
ΔP = mΔV
Inicialmente ΔP = 0
0 = 3M *2 m/s - M *V Despejamos V (Velocidad de masa M)
0 = 6m/s- V
V = 6m/s
Energía potencial:
Ep = 1/2 . 0,800 kg (6 m/s)² + 1/2 . 3 . 0,800 kg (2 m/s)²
Ep = 19,2 J
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