Energía potencial de un resorte y trabajo neto realizado (6041)

Un niño construye un juguete con un resorte que mide 20 cm de longitud (cuando sobre no se aplica fuerzas externas) y una tapa de 20 cm de diámetro, como se muestra en la figura.

Inicialmente el niño estira el resorte verticalmente 93.8 cm () y luego mueve el juguete horizontalmente 76.5 cm (), es decir de la posición (a) a la posición (b). Si la constante de elasticidad del resorte es 25.1 N/m, calcula:

a) La energía potencial elástica en la posición (a) y en la posición (b).

b) El trabajo neto realizado.

Energía transferida en el choque de las masas de dos péndulos (6017)

De un punto común se suspenden dos esferas, de iguales dimensiones y diferente material, mediante dos cuerdas ligeras de longitud efectiva 1 m. La esfera más liviana, de masa , se desplaza un ángulo de respecto a su posición de equilibrio y luego se libera. Si después de colisionar con la otra esfera, cuya masa es , rebota un ángulo de :

a) ¿Qué energía se transfiere en la colisión?

b) ¿Qué ángulo se desplaza la segunda esfera?

Potencia real y rendimiento de una grúa (6001)

La placa del motor de una grúa indica que tiene una potencia de 3.25 kW. Si el motor tarda 7 s en elevar un objeto de 100 kg hasta una altura de 16 m:

a) ¿Cuál es la potencia real del motor?

b) ¿Coincide la potencia real con la potencia teórica?

c) ¿Cuál es el rendimiento de este motor?

Sistema disparado verticalmente por un resorte (5974)

Un resorte liviano de constante elástica k = 200 N/m, está comprimido x = 0.20 m, con un cuerpo apoyado de masa m = 0.30 kg. Al ser liberado del cuerpo desde el reposo se produce un ascenso vertical.

a) ¿Qué módulo tiene la velocidad del cuerpo al despegarse del resorte?

b) Determina, de forma fundamentada, y explica si el cuerpo llega a pegar en el techo que está a una altura de 3 m desde el suelo en el que apoya el resorte de un 1 m de longitud cuando está en reposo.

Aplicación del principio de conservación de la energía a un sistema con rozamiento (5973)

Un bloque de 2.0 kg inicialmente a 0.8 m de altura, comprime inicialmente 10 cm a un resorte de constante k = 600 N/m hasta que sale liberado del mismo. En la parte más baja ingresa a una región donde existe una fuerza de rozamiento de módulo variable, como se ve en la gráfica de la figura.

a) En función de los datos anteriores, calcula la máxima altura que alcanzará la masa.

b) ¿Volverá a atravesar toda la zona con rozamiento? Justifica tu respuesta.