Cómo calcular la energía potencial y cinética en un resorte
En física, se puede examinar cómo la energía potencial y cinética tanto se almacena en un resorte cuando se comprime o estira. El trabajo que realiza la compresión o estiramiento del muelle debe ir en la energía almacenada en el resorte. Esa energía se llama energía potencial elástica y es igual a la fuerza, F, veces la distancia, s:
W = fs
Mientras se estira o comprime un resorte, la fuerza varía, pero varía de manera lineal (ya que en la ley de Hooke, la fuerza es proporcional al desplazamiento).
Video: LA ENERGÍA POTENCIAL ELASTICA-PROBLEMA RESUELTO
La distancia (o desplazamiento), s, es sólo la diferencia de posición, xF - xyo, y la fuerza media es (1/2) (FF + Fyo). Por lo tanto, puede volver a escribir la ecuación de la siguiente manera:
La ley de Hooke dice que F = -kx. Por lo tanto, se puede sustituir -kxF y -kxyo para FF y Fyo:
La distribución y la simplificación de la ecuación que da la ecuación para el trabajo en términos de la constante de elasticidad y la posición:
Video: Cálculo de la energia cinética y de la velocidad a partir de la energia potencial
El trabajo realizado en la primavera cambia la energía potencial almacenada en el muelle. Así es como se da esa energía potencial o la energía potencial elástica:
Por ejemplo, supongamos que un resorte es elástico y tiene una constante de resorte, k, de
y comprimir el resorte por 10,0 centímetros. Almacenar la siguiente cantidad de energía en ella:
También se puede observar que cuando se deja ir la primavera con una masa en el extremo de la misma, la energía mecánica (la suma de la energía potencial y cinética) se conserva:
EDUCACIÓN FÍSICA1 + KE1 = EDUCACIÓN FÍSICA2 + KE2
Al comprimir el muelle de 10,0 centímetros, se sabe que tiene
de energía almacenada. Cuando la masa en movimiento alcanza el punto de equilibrio y ninguna fuerza del muelle actúa sobre la masa, tiene la velocidad máxima y la energía cinética máxima, por lo tanto - en ese punto, la energía cinética es
por la conservación de la energía mecánica.