Tenemos un resorte que ha sido comprimido 10 cm, ahora nos interesa saber cuánto trabajo será necesario hacer para comprimirlo a 15 cm si la fuerza elástica que actúa al final de la compresión es de 150 N.
Para resolver este problema, necesitamos usar la fórmula para calcular el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se deforma:
$$W = \frac{1}{2}kx^2,$$
donde $W$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica, $k$ es el coeficiente de elasticidad del resorte y $x$ es la cantidad de deformación del resorte.
Para encontrar el trabajo que se necesita hacer para comprimir el resorte a 15 cm, necesitamos calcular la diferencia entre el trabajo realizado al comprimir el resorte en 15 cm y el trabajo realizado al comprimir el resorte en 10 cm:
$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2}k(15^2 - 10^2),$$
donde $W_{15}$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se comprime 15 cm, $W_{10}$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se comprime 10 cm.
Para calcular el valor del trabajo, necesitamos encontrar el coeficiente de elasticidad $k$. Para ello podemos utilizar la ley de Hooke:
$$F = kx,$$
donde $F$ es la fuerza elástica que actúa sobre el resorte, $k$ es el coeficiente de elasticidad del resorte y $x$ es la cantidad de deformación del resorte.
De las condiciones del problema sabemos que la fuerza elástica que actúa sobre el resorte cuando se comprime a 10 cm es igual a 150 N. También sabemos que cuando el resorte se comprime a 10 cm, su deformación es igual a 10 cm. .Sustituyendo estos valores en la ley de Hooke, podemos encontrar el coeficiente de elasticidad:
$$k = \frac{F}{x} = \frac{150}{10} = 15\ N/cm.$$
Ahora podemos sustituir el valor del coeficiente de elasticidad en la fórmula para calcular el trabajo y calcularlo:
$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot (15^2 - 10^2) = 1125\ Дж.$$
Así, para comprimir el resorte a 15 cm necesitamos realizar 1125 J de trabajo.
Este producto digital es una guía de estudio electrónica que le ayudará a comprender el problema de física de un resorte comprimido. Contiene una descripción detallada de la fórmula para calcular el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando se deforma un resorte, así como una solución paso a paso a un problema específico sobre un resorte comprimido.
En este tutorial encontrarás:
Todo el material de este tutorial se presenta en un hermoso diseño html, lo que lo hace atractivo y fácil de leer y estudiar. Además, puedes guardarlo fácilmente en tu computadora o dispositivo móvil y usarlo cuando quieras.
Este producto es un libro de texto electrónico que le ayudará a resolver un problema de física sobre un resorte comprimido.
Por la descripción del problema sabemos que el resorte ya está comprimido 10 cm y que para una compresión adicional de hasta 15 cm se requiere una fuerza elástica al final de la compresión igual a 150 N.
Para resolver el problema, podemos utilizar la fórmula para calcular el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se deforma:
$$W = \frac{1}{2} k x^2,$$
donde $W$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica, $k$ es el coeficiente de elasticidad del resorte y $x$ es la cantidad de deformación del resorte.
Para encontrar el trabajo que se necesita hacer para comprimir el resorte a 15 cm, necesitamos calcular la diferencia entre el trabajo realizado al comprimir el resorte a 15 cm y el trabajo realizado al comprimir el resorte a 10 cm:
$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} k (15^2 - 10^2),$$
donde $W_{15}$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se comprime a 15 cm, $W_{10}$ es el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se comprime a 10 cm.
Para calcular el valor del trabajo, necesitamos encontrar el coeficiente de elasticidad $k$. Para ello podemos utilizar la ley de Hooke:
$$F = kx,$$
donde $F$ es la fuerza elástica que actúa sobre el resorte, $k$ es el coeficiente de elasticidad del resorte y $x$ es la cantidad de deformación del resorte.
De las condiciones del problema sabemos que la fuerza elástica que actúa sobre el resorte cuando se comprime a 10 cm es igual a 150 N. También sabemos que cuando el resorte se comprime a 10 cm, su deformación es igual a 10 cm. .Sustituyendo estos valores en la ley de Hooke, podemos encontrar el coeficiente de elasticidad:
$$k = \frac{F}{x} = \frac{150}{10} = 15\ N/cm.$$
Ahora podemos sustituir el valor del coeficiente de elasticidad en la fórmula para calcular el trabajo y calcularlo:
$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot (15^2 - 10^2) = 1125\ Дж.$$
Así, para comprimir el resorte a 15 cm necesitamos realizar 1125 J de trabajo.
En el tutorial encontrarás una descripción detallada de la fórmula para calcular el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando el resorte se deforma, una solución paso a paso a un problema específico sobre un resorte comprimido, incluyendo el cálculo del coeficiente elástico. , el trabajo realizado por la fuerza elástica, así como ilustraciones y diagramas para ayudarte a comprender mejor el proceso físico descrito en el problema. Además, el libro de texto puede proporcionar otros ejemplos de resolución de problemas de elasticidad y deformación, así como información general sobre la ley de Hooke y su aplicación en física. El manual también puede contener tareas que deberás resolver por tu cuenta para que puedas consolidar tus conocimientos y habilidades en este tema.
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Este producto es un resorte que ha sido comprimido 10 cm. Al comprimirlo aún más a 15 cm, hará el trabajo. Para calcular el trabajo realizado por un resorte, es necesario conocer el coeficiente de rigidez (constante de elasticidad) del resorte.
Con base en el problema, se sabe que la fuerza elástica al final de la compresión es de 150 N. Según la ley de Hooke, la fuerza elástica es proporcional al alargamiento del resorte. La fórmula de la ley de Hooke es:
F = -kx
donde F es la fuerza elástica, k es el coeficiente de rigidez del resorte, x es el alargamiento (acortamiento) del resorte.
Para encontrar el trabajo que realizará un resorte cuando se comprime a 15 cm, es necesario calcular el cambio en la energía potencial de deformación elástica. La energía potencial de deformación elástica se calcula mediante la fórmula:
Eп = (kx^2) / 2
donde Ep es la energía potencial de deformación elástica, k es el coeficiente de rigidez del resorte, x es el alargamiento (acortamiento) del resorte.
Para encontrar el trabajo, es necesario calcular el cambio en la energía potencial de deformación elástica cuando el alargamiento del resorte aumenta en 5 cm (compresión adicional).
Se sabe que el alargamiento inicial del resorte es de 10 cm y el alargamiento final es de 15 cm, por lo tanto, el cambio en el alargamiento del resorte es de 5 cm.
Para calcular el cambio en la energía potencial de deformación elástica, es necesario sustituir valores conocidos en la fórmula:
ΔEп = (k(15^2 - 10^2)) / 2
donde ΔEп es el cambio en la energía potencial de deformación elástica, k es el coeficiente de rigidez del resorte.
El valor del coeficiente de rigidez del resorte se desconoce y debe especificarse en el planteamiento del problema.
Entonces, para encontrar el trabajo que realizará el resorte con una compresión adicional de hasta 15 cm, es necesario conocer el coeficiente de rigidez del resorte. Puede especificarse en el planteamiento del problema o determinarse experimentalmente.
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