miércoles, 13 de noviembre de 2013

Algunas situaciones para pensar

La formula de la energía elásticas nos permite resolver interesantes cuestiones prácticas.

1. Una cuerda de escalada mide 40 m y si se cuelga una persona de 80 kg se estira 50 cm. Un escalador está en una pared y está situado  15 metros por encima del último seguro instalado. Está intentando asegurarse cuando se cae. 

a) Constante elástica de la cuerda.
b) Energía que tendrá el escalador cuando comience a frenarle la cuerda.
c) Estiramiento máximo de la cuerda.
d) Fuerza máxima que realiza la cuerda.
e) ¿Se romperá la cuerda?.  Busca datos sobre la resistencia de las cuerdas de escalada.


2. Un coche circula a 120 km/h. Su masa es de 950 kg. Choca contra un obstáculo rígido y se dobla como si fuera un muelle. Podemos suponer que se deforma la delantera del coche (aprox: 1,20m)
a) Constante elástica del coche.
b) Máxima fuerza que realiza el coche.
c) Aceleración máxima.
d) Si el dueño del coche a instalado un parachoques supletorio mucho más rígido que solo se deforma 20cm. ¿Qué cambios tendremos en los resultados?

3. Opcional. Para entregar en papel.

Un arco es un dispositivo elástico que almacena energía al estirarse. Al soltar esta energía se transforma en energía cinética de la flecha ( más lo que se pierda en el propio arco al soltarse que podemos suponer es despreciable).
Al estirar un arco se han obtenido los siguientes valores de la fuerza y la deformación:
Estiramiento del arco cm
5
10
15
20
30
40
Fuerza necesaria N
12
22
37
55
77
105
Cuando el arco está estirado 35 cm se coloca una flecha de 80g. Se suelta y se lanza sobre la diana.
Choca con un objeto que pesa 10 kg 


a) ¿Responde a a ley de Hooke el arco?  ¿Qué constante elástica tiene el arco?
b) ¿Qué energía almacena el arco si le estiramos 35 cm?
c) ¿Que velocidad adquiere la flecha cuando sale del arco?
d) ¿Qué velocidad adquiere el objeto cuando choca la flecha con él?
e) Si el objeto es un péndulo de 1,80 de longitud ¿Que amplitud tendrán sus oscilaciones?

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