fc3adsica-general-10ma-edicic3b3n-schaum

120 FÍSICA GENERALgura 11-6). Un centímetro de la columna de mercurio tiene una masa de 15.0 g. Suponga que la columnase desplaza como se muestra, después se libera y oscila sin fricción. Calcule a) la constante efectiva delresorte en este movimiento y b) su periodo de oscilación.a) Cuando el mercurio se desplaza x m de su posición de equilibrio como se muestra, la fuerza restauradoraes igual al peso de la columna no balanceada de longitud 2x. El mercurio tiene una masa de 1.50 kgpor metro. Por tanto, la masa de la columna es (2x)(1.50 kg), y en consecuencia su peso es mg (29.4kg · ms 2 )(x). Por esto la fuerza restauradora esF (29.4 Nm)(x)que es de la forma F kx con k 29.4 Nm. Ésta es la constante efectiva del resorte para este movimiento.b) El periodo del movimiento esdonde M es la masa total de mercurio en el tubo en U, esto es, la masa total que se mueve debido a lafuerza restauradora.Figura 11-6 Figura 11-711.13 [II] Calcule la aceleración de la gravedad en un lugar donde un péndulo simple de 150.3 cm de longitud efectúa100.0 ciclos en 246.7 s.Se tieneAl elevar al cuadrado y resolver para g se obtiene11.14 [II] La masa de 200 g que se muestra en la figura 11-7 se empuja hacia la izquierda contra el resorte y locomprime 15 cm desde su posición de equilibrio. Luego se libera el sistema y la masa sale disparadahacia la derecha. Si la fricción se puede despreciar, ¿qué tan rápido se moverá la masa conforme se aleja?Suponga que la masa del resorte es muy pequeña.Cuando el resorte se comprime, almacena energía en su interior. Dicha energía es , donde x 0 0.15m. Después de soltar el sistema, esta energía se le comunica a la masa en forma de energía cinética (EC).Cuando el resorte pasa por la posición de equilibrio, toda la EP ese convertirá en EC (como la masa del resortees pequeña, su energía cinética se puede despreciar). Por esta razón,www.FreeLibros.com