Page 100 - Libro Hipertextos Fisica 1

La fuerza - Primera ley de Newton

EJEMPLOS

1. Se ejerce una fuerza de 200 N sobre un resorte 2. Tres pasajeros, con una masa total de 210 kg,
cuya longitud es 20 cm y se observa que la lon- suben a un vehículo de 1.100 kg comprimiendo
gitud del resorte alcanza un valor de 25 cm. los muelles de este 3,0 cm. Considerando que
Determinar: los muelles actúan como un solo resorte, calcu-
lar:
a. La constante elástica del resorte.
a. La constante elástica de los muelles del vehícu-
b. El alargamiento si se aplica una fuerza de 300 lo, si la fuerza aplicada por los tres pasajeros es
N. 2.058 N.

c. La fuerza que se debe aplicar para que el alar- b. La longitud, x, que baja el vehículo si la fuerza
gamiento sea de 8 cm. aplicada es de 2.744 N.

d. El valor de la constante del resorte si sobre el c. La fuerza que se debe aplicar al vehículo para
mismo resorte se aplica una fuerza de 300 N. que descienda 6 cm.
Solución: Solución:

a. El alargamiento del resorte es: a. Para determinar k, utilizamos la ecuación:
x 5 0,25 m 2 0,20 m 5 0,05 m F 5 k ? x

k � �
Para determinar k, utilizamos la ecuación: k F F Al despejar k
x x
F 5 k ? x k 2 058. 2 058. N N Al remplazar
k � �
k F F Al despejar 003, 003, m m
k 5 5
x x k 5 68.600 N/m Al calcular
200
200
k 005, 005, N N Al remplazar La constante elástica de los muelles del vehículo
k 5 5
m m
k 5 4.000 N/m es 68.600 N/m.
La constante elástica del resorte es 4.000 N/m. b. Para calcular la longitud que baja del vehículo
despejamos x de la ecuación F 5 k ? x, así:
b. Para calcular el alargamiento despejamos x de la
ecuación F 5 k ? x, así: x5 F
F k
x 5
k x 5 2.744 N Al remplazar
300 N Al remplazar 68.600 N/m
x 5 5 0,075 m
4 000 N/m. y calcular x 5 0,04 Al calcular
Cuando se aplica una fuerza de 300 N, el alarga- Cuando se aplica una fuerza de 2.744 N al vehícu-
miento es 7,5 cm. lo, este desciende 4 cm.

c. Si el alargamiento es de 8 cm, se tiene que: c. Para que el vehículo descienda 6 cm, se tiene que:
F 5 k ? x F 5 k ? x
F 5 4.000 N/m ? 0,08 m Al remplazar
F 5 320 N Al calcular F 5 68.600 N/m ? 0,06 m Al remplazar
La fuerza aplicada sobre el resorte para que el F 5 4.116 N Al calcular
alargamiento sea 8 cm es 320 N.
La fuerza aplicada sobre el vehículo para que des-
d. El valor de la constante del resorte es 4.000 N/m, cienda 6 cm, es 4.116 N.
puesto que este valor es propio del resorte.

100 © Santillana

FI10-U4(94-123).indd 100 4/10/10 10:45