Escoja La Respuesta Correcta. Desarrolle Su Procedimiento.Un Resorte Tiene Una Constante Elástica De 250 N/m. Si Se Estira 0.15 Metros, ¿cuál Es La Fuerza Elástica Que Ejerce El Resorte?A) 25 N B) 37.5 N C) 4.1 Segundos D) 5.5 Segundos
Introducción
En este ejercicio, se nos presenta un resorte con una constante elástica de 250 N/m que se estira 0.15 metros. Nuestro objetivo es determinar la fuerza elástica que ejerce el resorte en esta posición. Para lograr esto, debemos aplicar la ecuación de Hooke, que relaciona la fuerza elástica con la constante elástica y la deformación del resorte.
La Ecuación de Hooke
La ecuación de Hooke establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte. Esta ecuación se puede expresar matemáticamente como:
F = kx
Cálculo de la Fuerza Elástica
En este caso, la constante elástica del resorte es de 250 N/m y la deformación es de 0.15 metros. Para calcular la fuerza elástica, simplemente podemos sustituir estos valores en la ecuación de Hooke:
F = kx = 250 N/m * 0.15 m = 37.5 N
Conclusión
En conclusión, la fuerza elástica que ejerce el resorte en la posición de 0.15 metros es de 37.5 N. Esta respuesta es la correcta según la ecuación de Hooke y la información proporcionada.
Opciones Incorrectas
Las opciones incorrectas son:
- A) 25 N: Esta respuesta es incorrecta porque no se ajusta a la ecuación de Hooke.
- C) 4.1 segundos: Esta respuesta es incorrecta porque no se relaciona con la fuerza elástica, sino con un tiempo.
- D) 5.5 segundos: Esta respuesta es incorrecta por las mismas razones que la opción C.
Importancia del Cálculo de la Fuerza Elástica
El cálculo de la fuerza elástica es importante en diversas aplicaciones, como en la ingeniería mecánica, la física y la biología. Por ejemplo, en la ingeniería mecánica, se puede utilizar la ecuación de Hooke para diseñar sistemas de suspensión y amortiguación en vehículos. En la física, se puede utilizar la ecuación de Hooke para estudiar la elasticidad de materiales y la respuesta de los sistemas a fuerzas externas. En la biología, se puede utilizar la ecuación de Hooke para estudiar la elasticidad de los tejidos biológicos y la respuesta de los sistemas biológicos a fuerzas externas.
Referencias
- Hooke, R. (1678). "De potentia restitutiva, or of the springy nature of precious elastic bodies". Philosophical Transactions of the Royal Society, 3(35), 105-107.
- Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1960). Teoría clásica de la elasticidad. Editorial Reverté.
- Feynman, R. P. (1963). Física. Editorial Reverté.
Preguntas y Respuestas sobre la Fuerza Elástica en un Resorte ===========================================================
Pregunta 1: ¿Qué es la constante elástica de un resorte?
La constante elástica de un resorte es una medida de la resistencia del resorte a la deformación. Es una propiedad del material del resorte y se mide en newtons por metro (N/m).
Respuesta: La constante elástica de un resorte se puede medir utilizando la ecuación de Hooke, que establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte.
Pregunta 2: ¿Cómo se relaciona la fuerza elástica con la deformación del resorte?
La fuerza elástica que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación del resorte y a la constante elástica del resorte. Esto se puede expresar matemáticamente como:
F = kx
Respuesta: Donde F es la fuerza elástica, k es la constante elástica y x es la deformación del resorte.
Pregunta 3: ¿Qué es la deformación del resorte?
La deformación del resorte es la medida de la cantidad de estiramiento o compresión que sufre el resorte en una posición determinada. Se mide en metros (m).
Respuesta: La deformación del resorte se puede medir utilizando un instrumento de medición, como un micrómetro o un calibrador.
Pregunta 4: ¿Cómo se puede calcular la fuerza elástica en un resorte?
La fuerza elástica en un resorte se puede calcular utilizando la ecuación de Hooke, que establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte.
Respuesta: F = kx
Pregunta 5: ¿Qué es la elasticidad de un material?
La elasticidad de un material es la medida de su capacidad para recuperar su forma original después de ser sometido a una deformación. Los materiales elásticos pueden ser estirados o comprimidos sin sufrir daño permanente.
Respuesta: La elasticidad de un material se puede medir utilizando la ecuación de Hooke, que establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte.
Pregunta 6: ¿Qué es la tensión en un resorte?
La tensión en un resorte es la fuerza elástica que ejerce el resorte en una posición determinada. Se mide en newtons (N).
Respuesta: La tensión en un resorte se puede calcular utilizando la ecuación de Hooke, que establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte.
Pregunta 7: ¿Cómo se puede utilizar la ecuación de Hooke en la práctica?
La ecuación de Hooke se puede utilizar en la práctica para diseñar sistemas de suspensión y amortiguación en vehículos, para estudiar la elasticidad de materiales y la respuesta de los sistemas a fuerzas externas, y para calcular la fuerza elástica en un resorte.
Respuesta: La ecuación de Hooke se puede utilizar en la práctica para diseñar sistemas de suspensión y amortiguación en vehículos, para estudiar la elasticidad de materiales y la respuesta de los sistemas a fuerzas externas, y para calcular la fuerza elástica en un resorte.
Pregunta 8: ¿Qué es la deformación plástica?
La deformación plástica es la medida de la cantidad de deformación que sufre un material después de ser sometido a una fuerza externa. La deformación plástica es irreversible y puede causar daño permanente al material.
Respuesta: La deformación plástica se puede medir utilizando un instrumento de medición, como un micrómetro o un calibrador.
Pregunta 9: ¿Cómo se puede prevenir la deformación plástica en un material?
La deformación plástica en un material se puede prevenir utilizando técnicas de diseño y fabricación que minimicen la deformación del material. Algunas de estas técnicas incluyen el uso de materiales con alta resistencia a la deformación, el uso de diseños que minimicen la carga sobre el material, y el uso de técnicas de fabricación que minimicen la deformación del material.
Respuesta: La deformación plástica en un material se puede prevenir utilizando técnicas de diseño y fabricación que minimicen la deformación del material.
Pregunta 10: ¿Qué es la elasticidad de un sistema?
La elasticidad de un sistema es la medida de su capacidad para recuperar su forma original después de ser sometido a una deformación. Los sistemas elásticos pueden ser estirados o comprimidos sin sufrir daño permanente.
Respuesta: La elasticidad de un sistema se puede medir utilizando la ecuación de Hooke, que establece que la fuerza elástica (F) que ejerce un resorte en una posición determinada es directamente proporcional a la deformación (x) del resorte y a la constante elástica (k) del resorte.