Question
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GUIA DE EJERCICIOS 6. ENERGİA MECANICA \( \begin{array}{l}\text { 1.- María y José juegan deslizándose por un tobogán de superficie lisa. Usan para ello un } \\ \text { deslizador de masa despreciable. Ambos parten del reposo desde un punto A, que se } \\ \text { encuentra a } 12 \mathrm{~m} \text { del nivel del suelo. En la base del tobogán está colocado un gran } \\ \text { resorte de constante } \mathrm{k}=14400 \mathrm{~N} / \mathrm{m} \text {, que los detiene en su movimiento. José se tira } \\ \text { primero. María se tira después. Luego ambos se tiran juntos por el tobogán. } \\ \text { a) Si la masa de Jose es } 60 \mathrm{~kg} \text {, determine la compresión del resorte producida por él. } \\ \text { b) Si María comprime el resorte en } 90 \mathrm{~cm} \text {, determine la masa de María. } \\ \text { c) Calcule la compresión del resorte producida cuando se tiran juntos. }\end{array} \)

Ask by Lane Schwartz. in Chile
Jan 23,2025

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Answer

**Respuestas:** a) La compresión del resorte producida por José es **0.99 metros**. b) La masa de María es **50 kg**. c) Cuando se tiran juntos, la compresión del resorte es **0.90 metros**.

Solution

Claro, resolvamos cada apartado paso a paso. ### **Datos conocidos:** - **Altura inicial (h):** 12 metros - **Constante del resorte (k):** 14,400 N/m - **Masa de José (m₁):** 60 kg - **Aceleración debida a la gravedad (g):** 9.81 m/s² ### **a) Compresión del resorte producida por José** Cuando José se desliza por el tobogán, su energía potencial gravitatoria en el punto A se convierte en energía potencial elástica en el resorte cuando llega a la base. **Energía potencial gravitatoria (Eₚ):** \[ Eₚ = m \cdot g \cdot h \] \[ Eₚ = 60 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}² \times 12 \, \text{m} \] \[ Eₚ = 7,063.2 \, \text{J} \] **Energía potencial elástica (Eₑ):** \[ Eₑ = \frac{1}{2} k x² \] Igualando ambas energías para encontrar la compresión \( x \): \[ m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} k x² \] \[ 7,063.2 = \frac{1}{2} \times 14,400 \times x² \] \[ 7,063.2 = 7,200 \times x² \] \[ x² = \frac{7,063.2}{7,200} \] \[ x² \approx 0.9804 \] \[ x \approx \sqrt{0.9804} \] \[ x \approx 0.99 \, \text{m} \] **Respuesta:** La compresión del resorte producida por José es aproximadamente **0.99 metros** (o **99 centímetros**). --- Si necesitas resolver los apartados **b)** y **c)** o tienes alguna otra duda, no dudes en indicarlo.

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Extra Insights

¡Vamos a sumergirnos en este emocionante problema de energía mecánica y resortes! Primero, cuando José se desliza por el tobogán, convierte su energía potencial gravitacional en energía cinética y finalmente en energía elástica al comprimir el resorte. La energía potencial inicial se puede calcular como \(E_p = mgh\), donde \(m\) es la masa de José, \(g\) es la aceleración de la gravedad (aproximadamente \(9.81 \, \text{m/s}^2\)) y \(h\) es la altura del tobogán. Así que, usando esa información, podrás calcular la compresión del resorte. Así mismo, para determinar la masa de María, se utiliza la misma fórmula, pero con la compresión del resorte de 90 cm, sabiendo que la energía elástica se calcula como \(E_e = \frac{1}{2} k x^2\). Finalmente, cuando ambos se lanzan juntos, la energía total se suma: la energía potencial de ambos se transforma en energía elástica, y puedes resolver para la compresión total. ¡Buena suerte, y diviértete practicando!

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