NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, trabajo)
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Adicional NMS 38* -Sobre un sistema constituido por un bloque inicialmente en reposo, sobre un plano horizontal con rozamiento, y un resorte con su longitud natural. Sobre el bloque se aplica una fuerza horizontal constante de 500 N y se comprime el resorte en 50 cm, siendo en ese momento la energía potencial elástica acumulada de
125 J y la energía cinética del |
bloque igual a cero.
Hallar:
a) La constante elástica del resorte.
b) El trabajo de la fuerza de rozamiento. |
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| * Este ejercicio formó parte del 2do. examen parcial de Física del CBC tomado el 17 de junio de 2014. Para ver el tema de examen completo hacer click acá. |
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En este ejercicio se mencionan sólo dos momentos: el que llamaré 1 en el que el bloque está apoyado sobre el resorte en reposo y sin comprimirlo todavía, y el que llamaré 2 en que el el bloque comprimió al resorte en 0,5 m y en el que vuelve a estar en reposo (ya que su energía cinética es nula). Durante la transformación una fuerza de 500 N empujó al bloque.
Para responder la primera pregunta alcanza con observar el momento 2:
Epe2 = ½ k Δx²
De esa expresión despejo la constante elástica utilizando el dato del enunciado acerca del instante 2:
k = 2 . Epe2 / Δx²
k = 2 . 125 J / 0,25 m²
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Para responder la segunda pregunta aplicamos la ley de conservación de la energía mecánica,el trabajo de todas las fuerzas no-conservativas es igual a la variación de energía mecánica:
WNC12 = ΔEM12
Podremos despreciar todas las energías gravitatorias ya que no hay cambios de altura. Y también las cinéticas, ya que tanto en 1 como en 2 el cuerpo está en reposo. Tengamos en cuenta que hay dos fuerzas no-conservativas: la exterior, F, y el rozamiento, Roz. |
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Y reparemos en que la energía elástica en 1 es nula (ya que el resorte todavía no está comprimido).
WF12 + WRoz12 = ΔEpe12
WRoz12 = Epe2 — WF12
WRoz12 = 125 J — 500 N . 0,5 m
WRoz12 = 125 J — 250 J
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ESAFIO: ¿Cuánto vale la variación de energía mecánica entre 1 y 2? |
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Se permite su reproducción citando la fuente y haciendo reproducciones decentes... fotocopias berretas en blanco y negro serán decomisadas. Última actualización jun-14. Buenos Aires, Argentina. |
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