Si un cuerpo de 1.7 Kg de masa se desliza sobre una superficie liza a 4.5 m/s y choca con un resorte cuya constante elástica es de 340.2 N/m. Cuánto se comprime el resorte?
Question
Si un cuerpo de 1.7 Kg de masa se desliza sobre una superficie liza a 4.5 m/s y choca con un resorte cuya constante elástica es de 340.2 N/m. Cuánto se comprime el resorte?
Solution
Para determinar cuánto se comprime el resorte, podemos utilizar la ley de conservación de la energía.
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Primero, necesitamos calcular la energía cinética inicial del cuerpo antes de chocar con el resorte. La fórmula para la energía cinética es:
Ec = (1/2) * m * v^2
Donde: Ec = energía cinética m = masa del cuerpo (1.7 Kg) v = velocidad del cuerpo antes del choque (4.5 m/s)
Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:
Ec = (1/2) * 1.7 Kg * (4.5 m/s)^2 = 19.2675 J
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Luego, necesitamos calcular la energía potencial elástica almacenada en el resorte comprimido. La fórmula para la energía potencial elástica es:
Ep = (1/2) * k * x^2
Donde: Ep = energía potencial elástica k = constante elástica del resorte (340.2 N/m) x = compresión del resorte (lo que queremos calcular)
Como la energía cinética inicial se convierte en energía potencial elástica, podemos igualar las dos ecuaciones:
Ec = Ep
(1/2) * m * v^2 = (1/2) * k * x^2
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
(1/2) * 1.7 Kg * (4.5 m/s)^2 = (1/2) * 340.2 N/m * x^2
Simplificando la ecuación:
19.2675 J = 170.1 N/m * x^2
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Ahora, podemos despejar x para encontrar la compresión del resorte:
x^2 = (19.2675 J) / (170.1 N/m) x^2 = 0.1134 m^2
Tomando la raíz cuadrada de ambos lados de la ecuación:
x = √(0.1134 m^2) x ≈ 0.337 m
Por lo tanto, el resorte se comprime aproximadamente 0.337 metros.
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