Un resorte ideal de constante K, longitud en reposo lo, reposa verticalmente sobre el fondo de una cuba grande llena de agua. 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, b |
█
b, c |
□ d, e |
□ a, e, f |
□ b, e, f |
□ d, e, f |
Donde
m = masa del bloque
g = aceleración de la gravedad
E = empuje = δagua g V
Donde
δagua = densidad del liquido
V = volumen del agua desalojada =volumen del bloque =
m / δM
δM = densidad del bloque
Fe = - k (l – lo)
Donde
Fe = fuerza elástica
k = constante del resorte
l = longitud del resorte
lo = longitud natural
Comparando las tres fuerzas
δM < δagua (ver enunciado) à P < E
P = E + Fe
Fe < 0 à (l – lo) > 0 à l > lo à resorte esta estirado
a.
La fuerza neta sobre el bloque es igual a mg
Falso
Fuerza neta = 0
(está en equilibrio)
b.
El empuje compensa la resultante del peso y la fuerza elástica.
Verdadero
Ver desarrollo
E = P + Fe
c.
El resorte esta estirado.
Verdadero
Ver desarrollo
l > lo
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
El bloque está en equilibrio (ver enunciado)
Si se retira el resorte el bloque sube a la superficie
f.
La presión en ambas caras horizontales del bloque de madera es la misma
Falso
La presión depende de la profundidad dentro del líquido,
y la profundidad de la cara superior es menor a la de la cara inferior
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