Un cuerpo de masa m se encuentra colgado del techo mediante un resorte ideal de longitud natural lo y constante elástica k. Se aparta al cuerpo de su posición de equilibrio y se lo deja oscilar libre y verticalmente. Entonces :
Figura A - Resorte libre
Figura B - Resorte con cuerpo m
(en equilibrio)
Fe – P = 0
Donde
Fe = fuerza elástica = k Δl
k = constante del resorte
Δl = variación de la longitud = l – lo
l = longitud del resorte estirado (en equilibrio)
lo = longitud natural del resorte
P = peso del cuerpo m = m g
m = masa del cuerpo
g = aceleración de la gravedad
Figura C – Resorte con cuerpo m (apartado del equilibrio)
Fe – P = m a
Donde
Fe = fuerza elástica = k (Δl + A)
A = longitud inicial fuera de la posición de
equilibrio
a = aceleración (variable)
El cuerpo oscila libremente
□ Cuando el
cuerpo llega a la posición más baja, la fuerza elástica y el peso tienen el
mismo modulo.
Falso
En la posición más baja | Fe | > | P |
□ Cada vez que
el cuerpo pasa por la posición de equilibrio la fuerza elástica es nula
Falso
En la posición de equilibrio | Fe | = | P |
□ Cada vez que
el cuerpo alcanza el punto más alto, la resultante de las fuerzas sobre el
mismo es nula.
Falso
En la posición más alta Fe - P = m a
□ el tiempo que
tarda el cuerpo en ir desde la posición más alta hasta la más baja depende de
la amplitud de la oscilación.
Falso
El tiempo que tarda de la posición más alta a la más baja = T / 2
T
= periodo = 2π raíz (m/k)
Solo
depende de la masa y de la constante del resorte
█ Cada vez que el cuerpo pasa por
su posición de equilibrio el módulo de la velocidad alcanza su máximo valor
Verdadero
En el punto de equilibrio la velocidad es máxima y la aceleración nula
□
el cuerpo realiza un movimiento armónico simple alrededor de la posición en la
que el resorte tiene longitud igual a su longitud natural
Falso
El cuerpo realiza un MAS alrededor de la posición de equilibrio, en la que el resorte tiene longitud l (longitud del resorte estirado en equilibrio)
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