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Introducción:

Antes de comenzar con el problema quería comentarles que tenia que acabar este post ayer; pero hacia demasiado frío, no se como es el invierno donde ustedes viven, pero donde yo estoy por lo general siempre hace calor alrededor de 30ºC y bueno llegar a 6ºC es demasiado, solo pienso en estar con un calefactor(que no tengo) al lado y mirar tele como Homero Simpson.

Problema:

Un juguete de 0.150kg está en movimiento armónico simple en el extremo de un resorte horizontal con constante de fuerza k=200N/m. Cuando el objeto está a 0.0120m de su posición de equilibrio, tiene una rapidez de 0.300m/s. Calculé la energía total del objeto en cualquier punto de su movimiento.

Un juguete de 0.150kg está en movimiento armónico simple, Tren dibujo, Física, Movimiento armonico simple, yo no tengo pito

 

Datos:

m = 0.150kg

k = 200N/m

x = 0.0120m

v = 0.300m/s

Formulas:

(1)E_m = E_p + E_c

(2)E_c = \frac{1}{2} \times m \times v^2

(3)E_p = \frac{1}{2}\times k\times x^2

Donde:

m = Masa de un objeto [kg].

k = Constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento [N/m].

x = Distancia, representa la posición del objeto que oscila en función del tiempo [m].

v = Velocidad [m/sg].

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E_m= Energía mecánica [J].

E_c= Energía cinética [J].

E_p= Energía potencial [J].

Solución:

Sabiendo que la energía mecánica de un cuerpo es la suma de la energía cinética y la energía potencial, que a su vez la suma de estas energías es la energía total. Usaremos la formula (1) para resolver el problema.

Primero:

Reemplazamos en la formula (1) la equivalencia de la energía cinética y potencial.

E_m = E_c + E_p

E_m = \frac{1}{2}\times m\times v^2 + \frac{1}{2}\times k\times x^2

E_m = \frac{1}{2}\times 0.150kg\times (0.300\frac{m}{sg})^2 + \frac{1}{2}\times 200\frac{N}{m}\times (0.0120m)^2

E_m = 0.00675J + 0.0144J

E_m = 0.02115J

Expresado en notación científica.

E_m = 2.115\times10^-2 J

Conclusión:  La energía total del juguete en cualquier punto de su movimiento es 2.115\times10^-2 J.

Extra: Equivalencia de la unidad de medida Joule.

1J= 1N\times m=kg\times \frac{m}{s^2}=\frac{kg \times m^2}{s^2}

Si encuentras algún error por favor dejalo en los comentarios, para que pueda rectificar el ejercicio.

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RAMIRO

0.028J

edinson

k= 300 y puso 200 en E mecanica. corrige