PROBLEMAS SOBRE ELASTICIDAD Y MAS

1. Asumiendo que le modulo de Young de un hueso es de 1,50 x 1010N/m2 y que se rompe si sobre él se ejerce una fuerza superior a 1,50 x 108N/m2. Cuál es la fuerza máxima que se puede ejercer sobre un fémur de diámetro de 2,5cm. Si una fuerza de esta magnitud es aplicada cuanto cambiaria la longitud de un fémur de 25cm de largo.

2. . Un alambre de acero de de 1mm de diámetro puede soportar una tensión de 0,2kN, suponga que Ud. necesita un cable que soporte una tensión de 20kN. ¿Cuál debe ser la magnitud del diámetro del cable?

3. Un martillo de 30 kg de golpea una barra de acero de con un diámetro de 2,3cm. Se mueve inicialmente con velocidad inicial de 20,0 m/s, el martillo rebota con una velocidad de 10,0 m/s después de 0,11s, cual es el esfuerzo que se ejerce sobre la barra. Cuál es la deformación.

4. Una esfera de caucho se deja caer desde una altura de 4,00m de altura y colisiona con el piso de manera perfectamente elástica, si no hay perdida de energía muestre que el movimiento es periódico, determine el periodo del movimiento. ¿Es este un movimiento armónico simple?

5. En un motor, un pistón oscila con movimiento armónico simple de manera que su posición varía según la expresión

Donde x esta en centímetros y t en segundos. En t= 0, hallar (a) la posición del pistón, (b) su velocidad, y (C) su aceleración. (D) Determinar el periodo y la amplitud del movimiento.

6. La posición de una partícula viene dada por la expresión

Donde x está en metros y t en segundos. Determinar: (a) la frecuencia y el período del movimiento, (b) la amplitud del movimiento, (c) la fase y (d) la posición de la partícula en t= 0,250 s.

7. Un bloque de masa desconocida se une a un resorte de constante k= 6,50 N / m y se somete a un movimiento armónico simple con una amplitud de 10,0 cm. Cuando el bloque está a medio camino entre su posición de equilibrio y el punto final, se mide su velocidad y es 30,0 cm / s. Calcular (A) la masa del bloque, (b) el periodo del movimiento, y (c) la aceleración máxima del bloque.

8. Un objeto de 500 g se encuentra conectado a un resorte de constante de fuerza de 8 N/m y se hace vibrar con una amplitud máxima de 8cm. a) Encuentre una ecuación que describa este movimiento, b) determine la velocidad y la aceleración máxima que alcanza el objeto, c) determine la aceleración y la velocidad en 6cm y d) el intervalo de tiempo requerido para que el cuerpo se mueva desde 0 a 8cm..

9. En un sistema masa resorte la masa oscila con una amplitud de 3,5cm. Si el resorte tiene constate de elasticidad de 250 N/m y la masa del bloque es de 250 g encuentre la energía mecánica del sistema para cualquier tiempo. La velocidad máxima que alcanza y su aceleración máxima.

10. Para el pistón de la figura explique ¿cómo es el movimiento del pistón, si la rueda gira con una velocidad angular uniforme ?

11. Un hombre entra a una torre delgada necesitando saber su altura, el nota que un péndulo de la altura de la torre tiene un periodo de 12,0s. a) Encuentre la altura de la Torre b) si el mismo péndulo está en la Luna con aceleración de 1,67 m/s2. Cuál es el periodo del péndulo?

12. Un péndulo simple de 5,00m de largo, a) ¿cuál es el periodo de oscilación si el péndulo se encuentra en un elevador que sube con aceleración de 5m/s2? b) ¿Cuál es el periodo si baja?

13. Un péndulo físico planar de oscila con una frecuencia de 0,450 Hz, si la masa es de 2,20 Kg y el punto de giro está localizado a 0,350m del centro de masa, encuentre la inercia de la masa alrededor del punto de giro.