fisica

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Resortes en paralelo: Dos resortes están en paralelo si son paralelos entre si y están conectados en sus extremos. Es posible pensar en esta combinación como equivalente a un solo resorte. La constante de fuerzadel resorte individual equivalente se denomina constante de fuerza efectiva,Kefe, de la combinación:
Demuestre que la constante de fuerza efectiva de esta combinación es Kefe, = K1 + K2.
Generalice este resultado para N resortes en paralelo.
Si se aplica una fuerza F a cada extremo de la combinación, sean definidas por F1 y F2, entonces F = F1 + F2 cada resorte se estira la misma distancia x, porlo tanto F = Kefe.x, entonces si F = Kefe.x entonces F = F1 + F2 = K1.x + K2.x, igualando las dos ecuaciones de F da como resultado Kefe = K1.x + K2.x.
Utilizando la ecuación anterior de Kefe = K1 + K2 podemos generalizar el ejemplo para cualquier numero de resortes obteniendo la Kefe a partir de la ecuación Kefe = K1 + K2 +….+ Kn donde n es el número de resortes de la combinación, dado que laKefe de la combinación es la sumatoria de las fuerzas efectivas individuales de cada resorte la Kefe de la combinación será siempre mayor que la de cada uno de los resortes individuales de la combinación, por lo tanto se requerirá una fuerza mayor para estirar el conjunto de resortes que estirar cada uno de ellos individualmente.
Un pequeño bloque con masa de 0.120kg se conecta a un cordón quepasa por un agujero en una superficie horizontal sin fricción (figura 6.34).El bloque está girando aúna distancia de 0.40m del agujero con rapidez de 0.70m/s. Luego, se tira del cordón por abajo, acortando el radio de la trayectoria del bloque a 0.10m.Ahora la rapidez del bloque es de 2.80m/s.
¿Qué tensión hay en el cordón en la situación original cuando el bloque tiene una rapidez V = 0.70m/s?¿Qué tensión hay en el cordón en la situación final cuando el bloque tiene una rapidez V = 2.80m/s?
¿Cuánto trabajo efectuó la persona que tiro del cordón?
F=m.aPara encontrar la fuerza de tensión T. el bloque se mueve en un movimiento circular uniforme, así que la aceleración será:
a=aradT=m.v2RT=0.120kg0.70ms20.40m=0.15NUtilizaremos la misma ecuación del literal anterior para solucionar lasegunda interrogante:
T=0.120kg2.80ms20.10m=9.4NCalcularemos el trabajo realizado por la persona que tira del cordón utilizando la ecuación de energía cinética en ambos instantes y luego restando la energía cinética del segundo al primero para así calcular el trabajo realizado por la persona.
Trabajo:
W=K2-K1Energía cinética:
K=12.m.v2Calculo de la energía cinética en el primer instante:K1=12.0.120kg.(0.70ms)2=0.0294 JCalculo de la energía cinética en el primer instante:
K2=12.0.120kg.(2.80ms)2=0.470 JW=K2-K1=0.470J-0.0294J=0.4406JUn hombre y su bicicleta tienen una masa combinada de 80.0kg. Al llegar a la base de un puente, el hombre viaja a 5.00m/s (figura 6.35). La altura vertical del puente que debe subir es de 5.20m, y en la cima la rapidez del ciclista disminuyo a 1.50m/s.Ignore la fricción y cualquier ineficiencia de la bicicleta o de las piernas del ciclista.
¿Qué trabajo total se efectúa sobre el hombre y su bicicleta al subir de la base a la cima del puente?
¿Cuánto trabajo realizo el hombre con la fuerza que aplico a los pedales?
W=K2-K1Dado que tenemos masa y velocidad en los dos puntos calcularemos la energía cinética individual de cada punto y luegorestaremos la energía cinética del punto 2 al punto 1:
Punto 1:
K1=12.m.v2=12.80kg.(5ms2)=1000JPunto 2:
K1=12.m.v2=12.80kg.(1.5ms2)=90JW=K2-K1=90J-1000J=-910JDebido a la fricción el trabajo es ejercido por la gravedad y por los pedales así que, la fuerza ejercida por la gravedad es:
w=m.g=80kg.(9.8ms2)=784NEsta fuerza es ejercida hacia abajo, dado que el desplazamiento es de 5.20 m hacia arriba por...