5Opción A

2 puntos

Una manera de obtener la constante elástica de un muelle es colgar una masa y medir el periodo de las pequeñas oscilaciones alrededor de la posición de equilibrio. En la gráfica siguiente está representada la relación entre la masa colgada del muelle y el cuadrado del periodo de las oscilaciones:

Gráfica de la masa m (kg) frente al cuadrado del periodo T^2 (s^2) para un oscilador armónico.

a)1 pts

A partir de la gráfica, calcule la constante elástica del muelle. Si la amplitud de las oscilaciones fuese de

0{,}10\,\text{m}

, ¿cuál sería la energía cinética máxima alcanzada por la masa en la oscilación?

b)1 pts

Supongamos que la constante elástica del muelle es de

150\,\text{N/m}

, colgamos una masa de

1{,}5\,\text{kg}

y la hacemos oscilar con una amplitud de

0{,}20\,\text{m}

. ¿Cuál es la aceleración máxima que alcanza? Si sumergimos todo el conjunto en un recipiente lleno de agua de manera que la masa oscila hasta detenerse a causa del rozamiento, ¿cuál es el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento que ha detenido la oscilación?