Taller de Enseñanza de Física Curso 2009 - En su XXV aniversario Ejercicios Fuerzas Elásticas
Problema 1 Objetivos: Ejercitar Leyes de Newton Deducir características del movimiento en presencia de fuerza elásticas Ejercitar sobre Ley de Hooke Sobre una superficie sin roce tenemos un bloque de masa 20 kg. El bloque está atado a una pared mediante un resorte que está sin comprimir. Mediante una fuerza F=150N , una persona consigue alejar el bloque de la pared una distancia de 0,75m hasta un punto A donde el bloque está en reposo. a) Graficá la trayectoria del bloque desde el punto sin comprimir al punto de estiramiento A. b) Graficá el desplazamiento del bloque entre el punto sin comprimir y el punto de estiramiento A. c) Realiza el esquema de fuerzas sobre el bloque cuando está en la posición de equilibrio del resorte. d) Realiza el esquema de fuerzas sobre el bloque cuando está en la posición A. e) Realiza el esquema de fuerzas sobre el resorte cuando está estirado hasta la posición A. f) ¿Cuál es el valor de la constante del resorte? Cansado de hacer fuerza innecesariamente, la persona suprime la fuerza F g) ¿Qué aceleración experimenta el bloque en ese instante? h) ¿Qué aceleración experimenta el bloque cuando se encuentra a 0,5 m del punto sin comprimir del resorte? i) Suponiendo un eje x paralelo al suelo, ¿La componente x de la posición del bloque puede ser descrita mediante la expresión x(t)=x0 + v0x t + ½ ax t2 ?¿Por qué? Ejercicio 2 Objetivos: Ejercitar Leyes de Newton Ejercitar sobre Ley de Hooke Una mujer de 60 kg practica salto de bungee jumping desde un puente. Cuando queda colgada tras el salto (es decir en reposo), la cuerda (que obedece la ley de Hooke) tiene una longitud 150 cm mayor a la que tiene naturalmente. ¿Cuánto se estirará la cuerda cuando se cuelgue un hombre de 90 kg? Ejercicio 3 Este ejercicio resume todas las modelizaciones de interacciones que hemos visto. Su resolución, aplicando las Leyes de Newton y las herramientas metodológicas, implica un manejo completo de todas las instrumentos asociadas a la modelización de fuerzas.
Con la intención de finiquitar al correcaminos, el coyote fabrica una honda (o gomera) sobre una rampa. Para esto arrastra hacia abajo una roca que está sujeta a unas gomas marca ACME que son las que oficiarán de honda. Tenemos como dato lo siguiente: el coeficiente de roce estático entre la roca y la rampa es de 0,4 (el cinético es 0,3) , la masa de la roca es de 200 kg, la constante k de la goma elástica es 3000N/m, el coyote consigue desplazar la roca una distancia de 3 m y la inclinación de la rampa es de 15° con la horizontal.
a) ¿Cuál es la Fuerza mínima que está haciendo el coyote para mantener la roca desplazada 3m? (está a punto de moverse en la dirección del lanzamiento) b) El coyote suelta la roca y ésta es impulsada por la goma elástica ¿Qué aceleración tiene la roca cuando se encuentra a 2 m del punto de equilibrio de la goma?