Un niño construye un juguete con un resorte que mide 2.00 x 〖10〗^1 cm de longitud (cuando sobre no se aplica fuerzas externas) y una tapa de 2.00 〖10〗^1cm de diámetro, como se muestra en la figura 8. Inicialmente el niño estira el resorte verticalmente 95,5 cm (d1) y luego mueve el juguete horizontalmente 64,1 cm (d1), es decir de la posición (a) a la posición (b). Si la constante de elasticidad del resorte es 29,9 N/m. Calcular:
La energía potencial elástica en la posición (a) y en la posición (b).
El l trabajo neto realizado.
Respuestas
Los valores de la enérgia potencial en los puntos a y b y valor del trabajo neto realizado es de :
Epa = 4.60 J
Epb = 8.41J
W = 3.81J
xo = 2*10cm
D = 2*10cm
d1 = 95.5 cm
d2 = 64.1 cm
k = 29.9N/m
Epa = ?
d = ?
W = ?
Para la solución se aplican las ecuaciones de energía potencial elastica y el trabajo realizado como se muestra continuación :
x = xo + D = 20cm + 20cm = 40cm si se estira hasta 95.5cm
x1 = 55.5 cm
Epa = 1/2k*x²
Epa = 1/2*(29.9 N/m)*(0.555m)²
Epa = 4.60 J
La distancia estirada en B es
d = √(64.1cm)² + (95.5cm)² = 115.01cm
x2 = 115.01cm - 40cm = 75.01cm = 0.7501m
Epb = 1/2*(29.9 N/m)*(0.7501m)²
Epb = 8.41 J
Calculando el Trabajo
W = Emf - Emi
W = 8.41J - 4.60J
W = 3.81J
Se adjunta la figura del problema.
