FABER MANUEL
1. En una práctica de laboratorio sobre la ley de Hooke se determina que para
producir un alargamiento de 1 cm en un resorte de 12 cm de longitud natural hay
que aplicar una fuerza de 20 N. Calcular el trabajo necesario, expresado en J,
para alargar el resorte desde:
A. 12cm a 15 cm
B. 15cm a 17 cm
Tienes la expresión del módulo de la fuerza: F = 20 N, que es necesario aplicar al resorte par que éste tenga un estiramiento cuyo módulo es: Δs = 1 cm = 0,01 m, a continuación planteas la ecuación correspondiente a la Ley de Hooke, y queda:
F = k*Δs, y de aquí despejas:
k = F/Δs, reemplazas datos expresados en unidades internacionales, y queda:
k = 20/0,01, resuelves, y queda:
k = 2000 N/m,
que es la constante elástica del resorte.
A)
Planteas la expresión del módulo del estiramiento, y queda:
ΔsA = 15 - 12 = 3 cm = 3*0,01 = 0,03 m,
a continuación planteas la expresión de la energía potencial elástica entregada al resorte, y queda:
ΔEPeA = (1/2)*k*ΔsA2, reemplazas valores que tienes remarcados, resuelves, y queda:
ΔEPeA = 0,9 J;
luego, planteas la ecuación trabajo-variación de energía mecánica (observa que en este caso solo se trata de energía potencial elástica), y queda:
WA = ΔEPeA, reemplazas el último valor remarcado, y queda:
WA = 0,9 J.
B)
Planteas la expresión del módulo del estiramiento, y queda:
ΔsB = 17 - 15 = 2 cm = 2*0,01 = 0,02 m,
a continuación planteas la expresión de la energía potencial elástica entregada al resorte, y queda:
ΔEPeB = (1/2)*k*ΔsB2, reemplazas valores que tienes remarcados, resuelves, y queda:
ΔEPeB = 0,4 J;
luego, planteas la ecuación trabajo-variación de energía mecánica (observa que en este caso solo se trata de energía potencial elástica), y queda:
WB = ΔEPeB, reemplazas el último valor remarcado, y queda:
WB = 0,4 J.
Espero haberte ayudado.