Un resorte de constante elástica K, longitud en reposo Io y masa despreciable, reposa verticalmente sobre el fondo de una cuba grande llena con agua de densidad δagua. Un bloque de madera de masa m y densidad δM < δagua se engancha al resorte, y se deja que el sistema alcance el equilibrio.
Cuáles de las
siguientes afirmaciones son correctas?
|
□ a,
c |
█ b, c |
□
d, f |
|
□
a, d, f |
□
b, e, f |
□
a, e, f |
E = P + Fe
Donde
E
= empuje = δa g V
δa
= densidad del agua
g
= aceleración de la gravedad
V
= volumen
Fe
= fuerza elástica = k ΔL
k
= constante del resorte
ΔL = elongación del resorte respecto a la longitud
natural
P = peso =
m
g
m
= masa del bloque de madera
δM < δagua à P= δM g V
< δa g V = E à P < E
a)
La fuerza
neta sobre el resorte es igual m |g|
Falso
Fuerza
neta = 0
b)
El empuje
compensa la resultante del peso y la fuerza elástica
Verdadero
P
< E à E = P + Fe
c)
El resorte
esta estirada
Verdadero
P
< E à el bloque tiende a subir estirando el resorte
d)
El peso
del bloque compensa exactamente el empuje del líquido en el que está sumergido
Falso
P
< E
e)
La posición
final del bloque es en el fondo de la cuba
Falso
P
< E à el bloque tiende a subir
f)
La presión
en ambas caras horizontales del bloque de madera es la misma
Falso
Ps = Patm + δa g hs
Pi = Patm + δa g hi
Donde
Ps = presión en la cara
superior
Patm = presión atmosférica
hs = profundidad hasta la
cara superior
hi = profundidad hasta la
cara inferior = hs + e
e = espesor del bloque
Reemplazando
Pi = Patm + δa g (hs + e) =
Patm + δa g hs + δa g e = Ps
+ δa g e
Pi > Ps
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