5 ejemplos de preguntas sobre la energía potencial elástica de los resortes
1. Un resorte recibe una carga de 2 kg y se cuelga verticalmente de un soporte. Si el resorte se alarga 4 cm, entonces el cambio en energía potencial La fuerza elástica del resorte es… g = 10 m/s2
Discusión
Es conocida :
Masa de la carga (m) = 2 kg
Aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/s2
Peso de la carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Incremento en la longitud del resorte (x) = 4 cm = 0,04 metros
Preguntó Energía potencial elástica del resorte
Mandíbula :
Fórmula Ley de Hooke es F = kx, donde F = fuerza, k = constante del resorte y x = incremento en la longitud del resorte. Si se adapta a este problema, la fórmula de la ley de Hooke se cambia a w = kx, donde w = gravedadPara calcular la constante elástica, se modifica la fórmula de la ley de Hooke a k = w / x. Por lo tanto, la constante elástica es k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/metro.
El cambio en la energía potencial elástica del resorte es:
EP = ½ kx2 = ½ (500)(0,04)2 = (250)(0,0016) = 0,4 Julios
El cambio en la energía potencial elástica de un resorte también se puede calcular utilizando una sola fórmula:
EP = ½ kx2 = ½ (w / x) x2 = ½ ancho = ½ mgx
Descripción: w = fuerza de peso de la carga, m = masa de la carga, x = cambio en la longitud del resorte.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 julios.
2. Para estirar un resorte 10 cm, se requiere una fuerza de 50 N. La energía potencial elástica necesaria para estirar el resorte 12 cm es…
Discusión
Es conocida :
Incremento en la longitud del resorte (x) = 10 cm = 0,1 metros
Fuerza (F) = 50 Newton
Preguntó : energía potencial elástica del resorte para estirarlo hasta 12 cm o 0,12 metros.
Mandíbula :
La constante elástica es:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newtons/metro
El resorte utilizado es el mismo, por lo tanto, la constante elástica obtenida en el cálculo anterior se utiliza para calcular la energía potencial elástica del resorte para estirarlo 0,12 metros.
EP = ½ kx2 = ½ (500)(0,12)2 = (250)(0,0144) = 3,6 julios.
3. La gráfica que se muestra a continuación representa la relación entre la fuerza (F) y el aumento de la longitud del resorte (x). Si el resorte se deforma 10 cm, entonces la energía potencial elástica del resorte es…
Discusión
Es conocida :
Fuerza (F) = 5 Newton
Incremento en la longitud del resorte (x) = 2 cm = 0,02 metros
Preguntó : energía potencial del resorte si este se deforma 10 cm o 0,1 metros.
Mandíbula :
Constante elástica:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newtons/metro
La energía potencial del resorte si este se deforma 0,1 metros:
EP = ½ kx2 = ½ (250)(0,1)2 = (125)(0,01) = 1,25 julios.
Energía potencial elástica
4. A un resorte se le aplica una carga de 2 kg como se muestra en la siguiente figura. Si el resorte experimenta un aumento de longitud de 5 cm y aceleración debida a la gravedad Tierra 10 ms-2, 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
Discusión
Es conocida :
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
Preguntó ¿Energía potencial del caucho?
Mandíbula :
Primero, calcule la constante elástica del resorte utilizando la fórmula de la ley de Hooke:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
La energía potencial elástica del resorte es:
EP = ½ k Δx2 = ½ (400)(0,05)2 = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Julios
La respuesta correcta es E.
5. 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
Es conocida :
Incremento de longitud (Δx) = 5 cm = 0,05 metros
Fuerza (F) = 20 Newton
Preguntó ¿Cuál es la energía potencial del resorte cuando este se estira 10 cm?
Mandíbula :
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 Δx2 = ½ (400)(0,1)2 = (200)(0,01)
EP = 2 Julios
La respuesta correcta es A.
