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 96,2 cm (d1) y luego mueve el juguete horizontalmente 75,6 cm (d1), es decir de la posición (a) a la posición (b). Si la constante de elasticidad del resorte es 29,2 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 = 4.61 J
Epb = 9.90 J
W = 5.29 J
xo = 2*10cm
D = 2*10cm
d1 = 96.2 cm
d2 = 75.6 cm
k = 29.2N/m
Epa = ?
d = ?
W = ?
Para la solución se aplican las ecuaciones de energía potencial elastica y el trabajo realizado como se muestra a continuación :
x = xo + D = 20cm + 20cm = 40cm si se estira hasta 96.2cm
x1 = 56.2cm
Epa = 1/2k*x²
Epa = 1/2*(29.2 N/m)*(0.562m)²
Epa = 4.61 J
La distancia estirada en B es
d = √(75.6cm)² + (96.2cm)² = 122.35cm
x2 = 122.35cm - 40cm = 82.35cm = 0.8235m
Epb = 1/2*(29.2 N/m)*(0.8235m)²
Epb = 9.90 J
Calculando el Trabajo
W = Emf - Emi
W = 9.90J - 4.61J
W = 5.29 J
Se adjunta la figura del problema.
