Ejemplo de preguntas sobre elasticidad

21 ejemplos de preguntas sobre elasticidad

Aumento de longitud

1. Una varilla homogénea de longitud L, cuando se tira con una fuerza F, aumenta su longitud en ∆L.

De modo que el aumento de longitud sea 4 ΔL, la magnitud de la fuerza de tracción es...

A. 1/4 F

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

E. 16 F

Discusión

Se sabe que:

Fuerza de tracción 1 (F ₁ ) = F

Aumento de longitud 1 (∆L ₁ ) = ∆L

Aumento de longitud 2 (∆L ₂ ) = 4 ∆L

Pregunta: Fuerza de tracción 2 (F ₂ )

Respuesta :

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F / ΔL

Descripción: k = constante elástica, F = fuerza de tracción, ΔL = aumento de longitud

Las varillas utilizadas son las mismas para que la constante elástica (k) sea la misma.

k ₁ = k ₂

F ₁ / ∆L ₁ = F ₂ / ∆L ₂

F / ΔL = F ₂ / 4ΔL

F / 1 = F ₂ / 4

F = F ₂ / 4

F ₂ = 4F

La respuesta correcta es D.

2. Tres resortes idénticos con una constante elástica de 200 N/m cada uno están dispuestos como se muestra en la figura. Al aplicarles una carga de 100 gramos (aceleración gravitatoria g = 10 m/s²), el aumento de longitud del conjunto de resortes es...

A. x = 0,50 cm

B. x = 0,75 cm

C. x = 0,85 cm

D. x = 1,00 cm

E. x = 1,50 cm

Discusión

Se sabe que :

Masa de la carga (m) = 100 gramos = 0,1 kg

k ₁ = k ₂ = k ₃ = 200 N/m

w = mg = (0,1 kg)(10 m/s² ⁾ = 1 kg m/s² ⁼ 1 Newton

Preguntó : Aumento de la longitud total del resorte ?

Respuesta :

Determinación de la constante del resorte de reemplazo

Primavera 2 (k)₂) y primavera 3 (k₃) dispuestas en paralelo. La constante elástica equivalente es:

k _p = k ₂ + k ₃ = 200 + 200 = 400 Nm ⁻¹

El resorte 1 (k ₁ ) y el resorte de reemplazo paralelo (k _P ) están dispuestos en serie. La constante del resorte de reemplazo es:

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₁ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400

k _s = 400/3 Nm ⁻¹

La constante elástica equivalente para la configuración de resortes en serie-paralelo es 400/3 Nm ^-1

Determinación del aumento en la longitud del resorte

Fórmula de la ley de Hooke:

= F / k = w / k

El aumento en la longitud del resorte es:

= w / k

= 1 : 400/3 = 1 x 3/400 = 3/400 = 0,0075 metros = 0,75 cm

La respuesta correcta es B.

Constante elástica

3. En un experimento sobre la elasticidad de un resorte, se obtuvieron los datos que se muestran en la tabla a continuación. Se puede concluir que el valor de la constante elástica es…

A. 1.002 N/m

B. 1.201 N/m

C. 1.225 N/m

D. 1.245 N/m

E. 1.250 N/m

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F / Δx

Constante elástica:

k = 0,98/0,0008 = 1,96/0,0016 = 2,94/0,0024 = 3,92/0,0032 = 1.225 N/m

La respuesta correcta es C.

4. Tres resortes están dispuestos como se muestra en la siguiente figura. Si las constantes de los resortes k ₁ = k ₂ = 3 Nm ⁻¹ y k ³ = 6 Nm ⁻¹ , la constante del resorte es…

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm ⁻¹

C. 7,5 Nm ⁻¹

D. 12 Nm ⁻¹

E. 15 Nm ⁻¹

Discusión

Se sabe que:

Constante elástica 1 (k ₁ ) = constante elástica 2 (k ₂ ) = 3 Nm ⁻¹

Constante elástica 3 (k ₃ ) = 6 Nm ⁻¹

Preguntado: constante elástica (k)

Respuesta :

Los resortes 1 (k ₁ ) y 2 (k ₂ ) están dispuestos en paralelo. La constante elástica equivalente es:

k _p = k ₁ + k ₂ = 3 + 3 = 6 Nm ⁻¹

El resorte de reemplazo paralelo (k _P ) y el resorte 3 (k ₃ ) están dispuestos en serie. La constante del resorte de reemplazo es:

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

k _s = 6/2 = 3 Nm ⁻¹

La constante elástica equivalente para la configuración de resortes en serie-paralelo anterior es de 3 Nm ⁻¹

La respuesta correcta es B.

5. Un resorte de longitud L es sometido a una carga w sucesivamente y los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla. Con base en los datos de la tabla, se puede concluir que la magnitud de la constante del resorte es…

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm ^-1

C. 600 Nm ^-1

D. 800 Nm ^-1

E. 1000 Nm ^-1

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F /

Constante elástica:

k = 10/0,02 = 20/0,04 = 30/0,06 = 40/0,08 = 500 Nm ^-1

La respuesta correcta es B.

6. Los datos de la siguiente tabla experimental corresponden a los resultados de un experimento relacionado con la elasticidad de los objetos. En el experimento, el material de caucho utilizado fue una cámara de aire de motocicleta (g = 10 m/s² ⁾ . Según la tabla anterior, se puede concluir que el material de caucho tiene una constante elástica de…

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke :

k = F / = w / = mg /

Descripción: k = constante elástica, w = gravedad, m = masa, g = aceleración debida a la gravedad, = aumento de la longitud de la goma

Constante elástica:

k = 2/0,05 = 4/0,1 = 6/0,15 = 8/0,20 = 10/0,25 = 40 N/m

La respuesta correcta es E.

7. Tres resortes están dispuestos como se muestra en la siguiente figura. Si la constante del resorte K1 ₌ 4K, entonces el valor de la constante de disposición de los resortes es ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

D. 3K

E. 4K

Discusión

Dos resortes dispuestos en paralelo. La constante elástica equivalente de los dos resortes dispuestos en paralelo es:

k _p = K + K = 2K

Dos resortes están conectados en serie. La constante elástica equivalente de los dos resortes conectados en serie es:

1/k _s = 1/k _p + 1/K ₁ = 1/2K + 1/4K = 2/4K + 1/4K = 3/4K

k _s = 4K/3

La constante elástica equivalente para la disposición de resortes anterior es 4K/3.

La respuesta correcta es C.

8. Se cuelga una banda elástica de longitud L con una carga de tal manera que los datos obtenidos son los que se muestran en la tabla. Según la tabla, se puede concluir que el valor de la constante elástica es…

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm ^—1

C. 400 Nm ^—1

D. 450 Nm ^—1

E. 480 Nm ^—1

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F /

Constante elástica:

k = 2/0,0050 = 3/0,0075 = 4/0,01 = 400 Nm ^-1

La respuesta correcta es C.

9. Observa los datos experimentales de cinco tipos de neumáticos de caucho A, B, C, D y E que se estiran con una fuerza F de manera que su longitud aumenta. El neumático de caucho con la menor constante elástica es…

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F / Δx

Descripción: k = constante elástica, F = fuerza, Δx = incremento de longitud de la goma.

Constante de elasticidad del caucho:

k _A = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m

k _B = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/m

k _C = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/m

k _D = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/m

k _E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m

La respuesta correcta es E.

10. Del experimento para determinar la elasticidad del caucho utilizando caucho de neumáticos, los datos obtenidos son los que se muestran en la siguiente tabla. Se puede concluir que el mayor valor constante es el experimento…

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke:

k = F / Δx

Constante elástica:

k _A = 7/0,035 = 200 Nm ^-1

k _B = 8/0,025 = 320 Nm ^-1

k _C = 6/0,020 = 300 Nm ^-1

k _D = 9/0,045 = 200 Nm ^-1

k _E = 10/0,033 = 303 Nm ^-1

La constante elástica más grande es 320 Nm ^-1.

La respuesta correcta es B.

11. El siguiente gráfico muestra la relación entre el cambio de carga (ΔF) y el aumento de longitud (ΔX), el gráfico que muestra el valor más pequeño de la constante elástica...

Discusión

Fórmula de la ley de Hooke

k = F / Δx

Informacion:

Δx = incremento de longitud, F = fuerza, k = constante elástica

Constante de elasticidad

k _A = F / Δx = 1 / 8 = 0,125

k _B = F / Δx = 8 / 3 = 2,7

k _C = F / Δx = 6 / 6 = 1

k _D = F / Δx = 3 / 5 = 0,6

k _E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5

La respuesta correcta es A.

12. ¡Observa la gráfica que muestra la relación entre la fuerza (F) y el incremento de longitud (ΔX) a continuación! ¿Cuál tiene la mayor constante elástica?

Discusión

Constante de elasticidad

k _A = F / Δx = 50 / 10 = 5

k _B = F / Δx = 50 / 0,1 = 500

k _C = F / Δx = 5 / 0,1 = 50

k _D = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000

k _E = F / Δx = 500 / 10 = 50

La respuesta correcta es D.

Energía potencial elástica

13. La gráfica (Fx) muestra la relación entre la fuerza y ​​el aumento de longitud del resorte. La magnitud de la energía potencial del resorte, según la gráfica anterior, es...

A. 20 julios

B. 16 julios

C. 3,2 julios

D. 1,6 julios

E. 1,2 julios

Discusión

Se sabe que:

F = 40 N

x = 0,08 metros

Pregunta: Energía potencial del resorte

Respuesta :

Constante elástica:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Energía potencial del manantial:

EP = 1/2 kx ² = 1/2 (500)(0,08) = (250)(0,08) = 20 Julios

La respuesta correcta es A.

14. Un resorte recibe una carga de 2 kg como se muestra en la siguiente figura. Si el resorte experimenta un aumento de longitud de 5 cm y la aceleración debida a la gravedad es de 10 m/ ^s² , entonces la energía potencial elástica del resorte es...

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D. 1,0 J

E. 0,5 J

Se sabe que :

Incremento de longitud (Δx) = 5 cm = 0,05 metros

Aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/ ^s²

Masa de la carga (m) = 2 kg

Peso de la carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Pregunta : ¿Energía potencial del caucho?

Se sabe que :

Incremento de longitud (Δx) = 5 cm = 0,05 metros

Aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/ ^s²

Masa de la carga (m) = 2 kg

Peso de la carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Pregunta : ¿Energía potencial del caucho?

15. Para estirar un resorte 5 cm, se requiere una fuerza de 20 N. La energía potencial del resorte cuando se estira 10 cm es…

A. 2 julios

B. 4 julios

C. 20 Julios

D. 50 Julios

E. 100 Julios

Discusión

Se sabe que :

Incremento de longitud (Δx) = 5 cm = 0,05 metros

Fuerza (F) = 20 Newton

Pregunta : ¿Cuál es el EP del resorte cuando se estira 10 cm?

Respuesta :

Constante elástica:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

La energía potencial del resorte cuando Δx = 10 cm = 0,1 metros:

EP = ½ k Δx ² = ½ (400)(0,1) ² = (200)(0,01)

EP = 2 Julios

La respuesta correcta es A.

Peso de la carga

16. 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 N

E. 60 N

Cuatro resortes idénticos, cada uno con una constante elástica de 800 Nm⁻¹ ^, están dispuestos en serie y en paralelo (véase la figura). Una carga suspendida w provoca que el sistema de resortes experimente un aumento total de longitud de 5 cm. El peso de la carga w es…

Discusión

Se sabe que :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 800 N m ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Pregunta : ¿Peso de la carga (w)?

Respuesta :

Determinación de la constante del resorte de reemplazo

Primavera 1 (k)₁), primavera 2 (k₂) y primavera 3 (k₃) dispuestas en paralelo. La constante elástica equivalente es:

k _p = k ₁ + k ₂ + k ₃ = 800 + 800 + 800 = 2400 Nm ⁻¹

El resorte de reemplazo paralelo (k _P ) y los 4 resortes (k ₄ ) están dispuestos en serie. La constante del resorte de reemplazo es:

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₄ = 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400

k _s = 2400/4 = 600 Nm ⁻¹

La constante elástica equivalente para la configuración de resortes en serie-paralelo anterior es de 600 Nm ^-1.

Determinación del peso de la carga

Fórmula de la ley de Hooke:

F=k o w = k

El peso de la carga es:

w = (600 Nm ^-1 )(0,05 m) = 30 Newtons

El peso de la carga es de 30 Newtons.

La respuesta correcta es C.

17. Cuatro resortes idénticos, cada uno con una constante elástica de 1600 N/m, están dispuestos en serie y en paralelo (véase la figura). La carga suspendida w provoca que el sistema de resortes experimente un aumento total de longitud de 5 cm. El peso de la carga w es…

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 N

E. 600 N

Discusión

Se sabe que :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 1600 N m ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Pregunta : ¿Peso de la carga (w)?

Respuesta :

Determinación de la constante del resorte de reemplazo

Los resortes 1 (k ₁ ), 2 (k ₂ ) y 3 (k ₃ ) están dispuestos en paralelo. La constante elástica equivalente es:

k _P = k ₁ + k ₂ + k ₃ = 1600 + 1600 + 1600 = 4800 Nm ⁻¹

El resorte de reemplazo paralelo (k _P ) y los 4 resortes (k ₄ ) están dispuestos en serie. La constante del resorte de reemplazo es:

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₄ = 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800

k _s = 4800/4 = 1200 Nm ⁻¹

La constante elástica equivalente para la configuración de resortes en serie-paralelo es de 1200 Nm ^-1.

Determinación del peso de la carga

Fórmula de la ley de Hooke:

F=k o w = k

El peso de la carga es:

w = (1200 Nm ^-1 )(0,05 m) = 60 Newtons

El peso de la carga es de 60 Newtons.

La respuesta correcta es A.

Elástico y plástico

18. ¡Observa la gráfica que muestra la relación entre la fuerza ΔF y el aumento de longitud Δx en un resorte a continuación!

Según el gráfico, el resorte permanecerá elástico con una fuerza de tracción de…

A. 0 a 4 N

B. 0 a 8 N

C. 0 a 12 N

D. 8 N a 12 N

E. 8 N a 16 N

Discusión

Un resorte seguirá siendo elástico si aún se le aplica la ley de Hooke. Matemáticamente, la ley de Hooke se expresa mediante la fórmula:

k = ΔF / Δx

Descripción de la fórmula:

k = constante elástica, ΔF = fuerza, Δx = longitud del resorte

La ley de Hooke establece que la relación entre el cambio de fuerza (ΔF) y el cambio de longitud (Δx) de un resorte es siempre constante. Si el valor de k cambia, la ley de Hooke deja de aplicarse al resorte, lo que indica que este ya no es elástico.

Observa el gráfico anterior y comprende los siguientes cálculos.

k ₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k ₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k ₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

La constante elástica (k) permanece constante hasta una fuerza de tracción de 8 Newtons. Por lo tanto, el resorte conservará su elasticidad para fuerzas de tracción comprendidas entre 0 y 8 Newtons.

La respuesta correcta es B.

19. La siguiente gráfica muestra la relación entre el aumento de longitud Δx y la fuerza ΔF de una goma elástica a la que se le aplica una fuerza. Según la gráfica, la goma elástica modificará sus propiedades plásticas cuando se le aplique una fuerza...

A. 0 a 2 N

B. 0 a 4 N

C. 2 N a 6 N

D. 4 N a 8 N

E. 6 N a 8 N

Discusión

El caucho conserva su elasticidad mientras su constante elástica se mantenga constante. Si la constante elástica comienza a cambiar, el caucho empieza a transformarse de elástico a plástico. Elástico significa que, al retirar la fuerza de tracción, el caucho recupera su forma original. Por el contrario, plástico significa que, al retirar la fuerza de tracción, el caucho no recupera su forma original.

Observa el gráfico anterior y comprende los siguientes cálculos:

k ₁ = ΔF / Δx = 2 / 2 = 1

k ₂ = ΔF / Δx = 4 / 4 = 1

k ₃ = ΔF / Δx = 6 / 6 = 1

k ₄ = ΔF / Δx = 7 / 8 = 0,87

k ₄ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

El caucho cambia su plasticidad cuando se le aplica una fuerza de entre 6 y 8 Newtons. Si la fuerza supera los 8 Newtons, el caucho se rompe.

20. ¡Observa la gráfica que muestra la relación entre la fuerza ΔF y el aumento de longitud Δx en un resorte a continuación!
Según el gráfico, el resorte permanecerá elástico con una fuerza de tracción de…

A. 0 a 4 N
B. 0 a 8 N
C. 0 a 12 N
D. 8 N a 12 N
E. 8 N a 16 N

Discusión
Un resorte seguirá siendo elástico si aún se le aplica la ley de Hooke. Matemáticamente, la ley de Hooke se expresa mediante la fórmula:
k = ΔF / Δx
Descripción de la fórmula:
k = constante elástica, ΔF = fuerza, Δx = longitud del resorte

La ley de Hooke establece que la relación entre el cambio de fuerza (ΔF) y el cambio de longitud (Δx) de un resorte es siempre constante. Si el valor de k cambia, la ley de Hooke deja de aplicarse al resorte, lo que indica que este ya no es elástico.

Observa el gráfico anterior y comprende los siguientes cálculos.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

La constante elástica (k) permanece constante hasta una fuerza de tracción de 8 Newtons. Por lo tanto, el resorte conservará su elasticidad para fuerzas de tracción comprendidas entre 0 y 8 Newtons.
La respuesta correcta es B.

21. La siguiente gráfica muestra la relación entre el aumento de longitud Δx y la fuerza ΔF de una goma elástica a la que se le aplica una fuerza. Según la gráfica, la goma modificará sus propiedades plásticas cuando se le aplique una fuerza.

A. 0 a 2 N
B. 0 a 4 N
C. 2 N a 6 N
D. 4 N a 8 N
E. 6 N a 8 N

Discusión
El caucho conserva su elasticidad mientras su constante elástica se mantenga constante. Si la constante elástica comienza a cambiar, el caucho empieza a transformarse de elástico a plástico. Elástico significa que, al retirar la fuerza de tracción, el caucho recupera su forma original. Por el contrario, plástico significa que, al retirar la fuerza de tracción, el caucho no recupera su forma original.

Observa el gráfico anterior y comprende los siguientes cálculos:
k₁ = ΔF / Δx = 2 / 2 = 1
k₂ = ΔF / Δx = 4 / 4 = 1
k₃ = ΔF / Δx = 6 / 6 = 1
k₄ = ΔF / Δx = 7 / 8 = 0,87
k₅ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

El caucho cambia su plasticidad cuando se le aplica una fuerza de entre 6 y 8 Newtons. Si la fuerza supera los 8 Newtons, el caucho se rompe.

La respuesta correcta es E.

Constante de elasticidad

22. Observa los datos experimentales de cinco tipos de neumáticos de caucho A, B, C, D y E que se estiran con una fuerza F de manera que su longitud aumenta. El neumático de caucho con la menor constante elástica es…
Discusión

Fórmula de la ley de Hooke :
k = F / Δx
Descripción: k = constante elástica, F = gaya, Δx = aumento de la longitud del caucho
Constante de elasticidad del caucho:
k_A = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m
k_B = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/m
k_C = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/m
k_D = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/m
k_E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m
La respuesta correcta es E.

23. Del experimento para determinar la elasticidad del caucho utilizando caucho de neumáticos, los datos obtenidos son los que se muestran en la siguiente tabla. Se puede concluir que el mayor valor constante es el experimento…
Discusión
Fórmula de la ley de Hooke:
k = F / Δx
Constante elástica:
k_A = 7/0,035 = 200 Nm^-1
k_B = 8/0,025 = 320 Nm^-1
k_C = 6/0,020 = 300 Nm^-1
k_D = 9/0,045 = 200 Nm^-1
k_E = 10/0,033 = 303 Nm^-1
La constante elástica máxima es de 320 Nm.^-1.
La respuesta correcta es B.

Fuente de la pregunta:

Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional