Solución al problema 15.2.9 de la colección de Kepe O.E.

En este problema, consideramos la carga 2, que realiza vibraciones libres de acuerdo con la ley x = 0,1 sen 10t. La rigidez del resorte 1 es de 100 N/m. Es necesario calcular la energía potencial de la carga en x = 0,05 m si su energía potencial es cero en x = 0.

Para resolver este problema utilizamos la fórmula de la energía potencial del sistema de resorte:

U = (k * x ^ 2) / 2,

donde k es la rigidez del resorte, x es el desplazamiento desde la posición de equilibrio.

Según las condiciones del problema, x = 0,05 m y k = 100 N/m. Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:

U = (100 * 0,05^2) / 2 = 0,125 J.

Por tanto, la energía potencial de la carga en x = 0,05 m es igual a 0,125 J.

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Este producto es una solución al problema 15.2.9 de la colección de Kepe O.?. en física. El problema considera la carga 2, que oscila libremente según la ley x = 0,1 sen 10t. La rigidez del resorte 1 es de 100 N/m. Es necesario determinar la energía potencial de la carga en x = 0,05 m, si en x = 0 su energía potencial es cero.

La solución al problema se lleva a cabo utilizando la fórmula para la energía potencial del sistema de resorte: U = (k * x^2) / 2, donde k es la rigidez del resorte, x es el desplazamiento desde la posición de equilibrio. Según las condiciones del problema, x = 0,05 m y k = 100 N/m. Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos: U = (100 * 0,05^2) / 2 = 0,125 J.

Por tanto, la energía potencial de la carga en x = 0,05 m es igual a 0,125 J. El producto digital presentado incluye una solución completa y detallada al problema, realizada por especialistas calificados en el campo de la física. Le ayudará a resolver el problema de forma rápida y eficaz, además de ahorrarle mucho tiempo y esfuerzo en la búsqueda de información por su cuenta. El producto está diseñado en un práctico formato HTML, lo que facilita la búsqueda de los datos y fórmulas necesarios. Con la compra de este producto, mejorará sus conocimientos en el campo de la física y podrá afrontar con éxito esta tarea.

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Les presento una descripción de la solución al problema 15.2.9 de la colección de O. Kepe:

Con un poco de suerte:

• La carga 2 oscila libremente según la ley x = 0,1 sen 10t.
• La rigidez del resorte 1 es de 100 N/m.
• x = 0 cuando la energía potencial de la carga es cero.
• Se requiere determinar la energía potencial de la carga en x = 0,05 m.

Respuesta:

1. Encontremos el valor máximo del desplazamiento de la carga desde la posición de equilibrio: x_máx = 0,1 m.

2. Encontremos el período de oscilación: T = 2π/ω, donde ω = √(k/m), k es la rigidez del resorte, m es la masa de la carga. m = 2 g, porque carga 2. ω = √(100/2) = 10 rad/s. T = 2π/10 = π/5s.

3. Encontremos la velocidad de la carga en x = 0,05 m: v = dx/dt = 0,1*cos(10t)*10 = 1 m/s (ya que en x = 0,1 m la velocidad es cero).

4. Encontremos la posición de la carga en el tiempo t: x = 0,1*sen(10t).

5. Encontremos la energía potencial de la carga: Ep = kx^2/2, donde k es la rigidez del resorte. En x = 0, la energía potencial de la carga es cero, por lo que el cambio en energía potencial es: ΔEп = Ep - 0 = k(x^2 - 0)/2 = 100*(0,05^2)/2 = 0,125 J.

Respuesta: la energía potencial de la carga en x = 0,05 m es 0,125 J.

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