EJERCICIOS RESUELTOS DE ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

Al comprimir un resorte con un cuerpo y mantenerlo en reposo, poseerá una energía que se reserva para que, al soltarlo, el cuerpo en reposo salga expulsado. Esta energía acumulada es la energía potencial elástica (Ee).

Al momento de soltarlo y salir disparado, el cuerpo retenido sufre una transformación de energía. La energía potencial elástica se convierte en energía cinética.

Según la ley de Hooke: F=-kx. Por ser una función directamente proporcional, su gráfica es una línea que pasa por el origen hasta llegar al punto (F,x), describiendo un triángulo rectángulo cuya área es (kx)x/2 = ½ kx², que es la fórmula que calcula la energía potencial elástica (descartando para ello el signo negativo de la ley de Hooke debido a que dicho signo indica la dirección opuesta que toma el cuerpo al ser soltado el resorte).

La constante k del resorte se mide en N/m y es propio de cada resorte. Depende del material del que está hecho, del diámetro del hilo, del número de vueltas, del diámetro de la espiral, si es de tensión o compresión, entre otros. La longitud del resorte sin deformar es L y x es la elongación que puede negativa si se comprime (siendo L-x la longitud del resorte comprimido) o positiva si se estira o tensiona (siendo L+x la longitud del resorte estirado).

Cuando un resorte se deforma, una vez pasada la acción de comprimirlo o estirarlo, vuelve a tener la misma longitud y forma inicial (su elasticidad es reversible), pero si el resorte sobrepasa el esfuerzo, o sea, supera su límite elástico  para el que fue creado, su deformación es permanente y no vuelve a su estado original.

 

EJERCICIOS RESUELTOS DE ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

 

 

EJERCICIO RESUELTO 12

Un cuerpo de 500 g comprime un resorte 5 cm siendo 400 N/m su constante. Al deslizarse por el piso sin rozamiento choca con otro resorte que tiene 500 N/m de constante (JUFREM). Halle la velocidad con la que sale despedido y la longitud comprimida del segundo resorte (dos formas de resolver) (Dé click en el video)  RESP: 1.4142 m/s, 4.47 cm

                                 MOMENTO 1            MOMENTO 2              MOMENTO 3

 

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8.- Un muelle tiene una energía potencial elástica de 15 J cuando se comprime 50 mm. Halle la constante del muelle.    RESP: 12KN/m  9.- Un objeto de 400 g comprime un resorte 4 cm y su constante es de 640 N/m. Halle la velocidad con la que saldrá despedido el objeto (JUFREM)      RESP: 1.6 m/s    

10.- Un objeto de 400 g comprime 10 cm un resorte cuya constante es de 100 N/m. Halle la velocidad con la que sale el objeto despedido.    RESP: 1.5811 m/s

11.- Un objeto de 800 g comprime un resorte cuya constante es de 250 N/m. Si la velocidad con la que sale el objeto despedido es de 3 m/s, halle la longitud comprimida.    RESP: 5.37 cm

12.- Un cuerpo de 500 g comprime un resorte 5 cm siendo 400 N/m su constante. Al deslizarse por el piso sin rozamiento choca con otro resorte que tiene 500 N/m de constante (JUFREM). Halle la velocidad con la que sale despedido y la longitud comprimida del segundo resorte.    RESP: 1.4142 m/s, 4.47 cm