Física II – Ejercicio de Movimiento armónico simple 02

Problema:

Un orgulloso pescador de alta mar, cuelga un pez de 56kg de un resorte ideal con masa despreciable, estirando el resorte a 0.150m. Calcule la constante de la fuerza del resorte.

Datos:

$m=56kg$

$L=0.150m$

$k= ?$

Formulas:

$F=m \times g$

$F= -k\times x$

Donde:

$m=$ Masa[kg].

$L=$ Longitud[m].

$x=$ Longitud del resorte o muelle[m].

$g=$ Gravedad[m/s^2].

$F=$ Fuerza es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle o resorte[N].

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

Solución:

Primero:

Usando la segunda ley de Newton.

Si uno le aplica una fuerza a un cuerpo (empujándolo) el cuerpo va a adquirir una aceleración que va para el mismo lado que la fuerza aplicada.

F = m x a como el peso es una fuerza y ‘g’ es la aceleración de la gravedad, podemos reemplazar y tenemos: W = m x g.

$F=m \times g$

$F= 56kg \times 9.8\frac{m}{s^2}= 548.8kg\frac{m}{s^2}$

Segundo:

¿Qué es un resorte?
Un resorte es un objeto que puede ser deformado por una fuerza y volver a su forma original en la ausencia de esta. Los resortes vienen en una gran variedad de formas diferentes, pero el muelle en espiral de metal es probablemente el más familiar.

$F= -k \times x$

El signo negativo indica que en todo momento la fuerza que actúa sobre la partícula está dirigida hacía la posición de equilibrio; esto es, en dirección contraria a su elongación (la «atrae» hacia la posición de equilibrio).

$F= -k \times x$

$-k=\frac{F}{x}$