La longitud de un muelle aumenta 1 cm cuando se cuelga de él un objeto A de 1,5 kg de masa.
a) ¿Cuál es la constante elástica del muelle?
b) Cuando se cuelga otro objeto B del muelle, éste se alarga 3 cm, ¿cuál es la masa de B?
EnQuentra Respuestas, Comparte Conocimiento.
EnQuentra Respuestas, Comparte Conocimiento.
Sorry, you do not have permission to ask a question, You must login to ask a question.
a) ¿Cuál es la constante elástica del muelle?
b) Cuando se cuelga otro objeto B del muelle, éste se alarga 3 cm, ¿cuál es la masa de B?
a) Determinación de la constante elástica del muelle
Para determinar la constante elástica del muelle, utilizamos la **ley de Hooke** que establece que la fuerza \( F \) ejercida por un resorte es proporcional a su alargamiento \( \Delta x \):
\[ F = k \Delta x \]
Sabemos que la fuerza ejercida por el objeto A (debido a su peso) es:
\[ F = mg \]
Dado que el objeto A tiene una masa de \( 1.5 \, \text{kg} \) y provoca un alargamiento de \( 1.0 \, \text{cm} \), convertimos el alargamiento a metros:
\[ \Delta x = 1.0 \, \text{cm} = 0.01 \, \text{m} \]
Calculamos la fuerza:
\[ F = (1.5 \, \text{kg}) \cdot (9.8 \, \text{m/s}^2) = 14.7 \, \text{N} \]
Utilizando la ley de Hooke, podemos despejar \( k \):
\[ k = \frac{F}{\Delta x} = \frac{14.7 \, \text{N}}{0.01 \, \text{m}} = 1470 \, \text{N/m} \]
Por lo tanto, la constante elástica del muelle es:
\[ k = 1470 \, \text{N/m} \]
b) Determinación de la masa del objeto B
Ahora, necesitamos encontrar la masa del objeto B cuando el muelle se alarga \( 3 \, \text{cm} \). Convertimos el alargamiento a metros:
\[ \Delta x = 3 \, \text{cm} = 0.03 \, \text{m} \]
Usamos la ley de Hooke para determinar la fuerza ejercida por el objeto B:
\[ F = k \Delta x = 1470 \, \text{N/m} \cdot 0.03 \, \text{m} = 44.1 \, \text{N} \]
Sabemos que la fuerza ejercida por el objeto B es su peso:
\[ F = mg \]
Despejamos la masa \( m \):
\[ m = \frac{F}{g} = \frac{44.1 \, \text{N}}{9.8 \, \text{m/s}^2} = 4.5 \, \text{kg} \]
Por lo tanto, la masa del objeto B es:
\[ m_B = 4.5 \, \text{kg} \]