Problema 4. Determine que longitud esta deformado el resorte de constante K = 5000 N/m, para que la esfera de 80 Kg se encuentre en equilibrio en la posición mostrada. (g = 10 m/s²) R = 200 N www​

Respuesta :

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Para determinar la longitud de deformación del resorte, necesitamos aplicar la ley de Hooke y el equilibrio de fuerzas. La ley de Hooke nos dice que la fuerza que ejerce un resorte es directamente proporcional a su deformación (elongación o compresión), y se expresa como:

F=k⋅x

Donde:

( F ) es la fuerza ejercida por el resorte en newtons (N).

( k ) es la constante del resorte en newtons por metro (N/m).

( x ) es la deformación del resorte en metros (m).

En equilibrio, la fuerza ejercida por el resorte debe ser igual a la suma de las fuerzas externas actuando sobre la esfera. En este caso, tenemos la fuerza de gravedad y la fuerza ( R ) actuando en direcciones opuestas. La fuerza de gravedad se calcula como:

Fg​=m⋅g

Donde:

( m ) es la masa de la esfera en kilogramos (kg).

( g ) es la aceleración debido a la gravedad en metros por segundo cuadrado (m/s²).

La fuerza total que debe equilibrar el resorte es la diferencia entre la fuerza de gravedad y la fuerza ( R ), ya que están en direcciones opuestas:

Ftotal​=Fg​−R

Sustituimos los valores dados:

Ftotal​=(80kg⋅10m/s2)−200N

Ftotal​=800N−200N

Ftotal​=600N

Ahora, igualamos la fuerza total con la fuerza del resorte para encontrar la deformación ( x ):

k⋅x=Ftotal​

5000N/m⋅x=600N

x=5000N/m600N​

x=0.12m

Por lo tanto, el resorte debe estar deformado 0.12 metros para que la esfera de 80 kg se encuentre en equilibrio en la posición mostrada.

Explicación paso a paso:

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