Se aplica una fuerza a un muelle cuya constante elástica es de 110 N/m, con lo que el muelle se desplaza 5 cm de su posición original. Calcula la energía potencial elástica acumulada y la fuerza recuperadora del muelle en ese punto.
Question
Se aplica una fuerza a un muelle cuya constante elástica es de 110 N/m, con lo que el muelle se desplaza 5 cm de su posición original. Calcula la energía potencial elástica acumulada y la fuerza recuperadora del muelle en ese punto.
Solution
Para calcular la energía potencial elástica acumulada en el muelle, utilizamos la fórmula de la energía potencial elástica:
E = 1/2 * k * x^2
donde:
- E es la energía potencial elástica
- k es la constante elástica del muelle (110 N/m)
- x es el desplazamiento del muelle de su posición original (5 cm = 0.05 m)
Sustituyendo los valores en la fórmula obtenemos:
E = 1/2 * 110 N/m * (0.05 m)^2 = 0.1375 J
Por lo tanto, la energía potencial elástica acumulada en el muelle es de 0.1375 J.
Para calcular la fuerza recuperadora del muelle, utilizamos la ley de Hooke:
F = -k * x
donde:
- F es la fuerza recuperadora
- k es la constante elástica del muelle (110 N/m)
- x es el desplazamiento del muelle de su posición original (5 cm = 0.05 m)
Sustituyendo los valores en la fórmula obtenemos:
F = -110 N/m * 0.05 m = -5.5 N
La fuerza es negativa porque es una fuerza recuperadora, es decir, se opone al desplazamiento del muelle. Por lo tanto, la fuerza recuperadora del muelle en ese punto es de -5.5 N.
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