Ejercicios: Ley de Hooke y fuerza elástica

Un resorte de constante elástica $k=200\,\text{N/m}$ se estira $0{,}05\,\text{m}$ a partir de su longitud natural. Calcula la magnitud de la fuerza elástica que ejerce el resorte.

Al aplicar una fuerza de $12\,\text{N}$ a un resorte, este se alarga $0{,}03\,\text{m}$. Suponiendo que cumple la ley de Hooke, calcula su constante elástica e indica su unidad.

Un bloque está unido al extremo de un resorte horizontal. Si el resorte se comprime hacia la izquierda desde su longitud natural, ¿hacia dónde apunta la fuerza elástica que ejerce sobre el bloque? ¿Y si el resorte se estira hacia la derecha? Explica qué significa el signo negativo en $F=-kx$.

Una masa de $2\,\text{kg}$ colgada de un resorte vertical lo alarga $0{,}04\,\text{m}$ cuando queda en equilibrio. Con $g=9{,}8\,\text{m/s}^2$:

1. a) calcula la constante elástica del resorte;
2. b) calcula cuánto se alargaría con una masa de $3\,\text{kg}$.

En el laboratorio del colegio, Belén midió el alargamiento de un resorte al colgarle distintas fuerzas:

1. a) Determina la constante elástica en los primeros cuatro datos.
2. b) Calcula el alargamiento para una fuerza de $12{,}5\,\text{N}$.
3. c) Explica qué sucede con el último dato y qué indica sobre el resorte.

Un resorte de $20\,\text{cm}$ de longitud natural y constante $k=300\,\text{N/m}$ se comprime hasta que mide $16\,\text{cm}$. Calcula la magnitud de la fuerza elástica e indica su dirección respecto a la posición de equilibrio.

Se dispone de dos resortes: A con $k_A=100\,\text{N/m}$ y B con $k_B=400\,\text{N/m}$.

1. a) Si a cada uno se le aplica una fuerza de $20\,\text{N}$, calcula la deformación de cada resorte.
2. b) Si a cada uno se le impone una deformación de $0{,}05\,\text{m}$, calcula la fuerza que ejerce cada uno.
3. c) Argumenta cuál resorte es más rígido y cómo se refleja esa propiedad en los dos casos anteriores.

Un bloque de $0{,}5\,\text{kg}$ está unido a un resorte horizontal de $k=80\,\text{N/m}$ sobre una mesa sin fricción. Se estira el resorte $0{,}15\,\text{m}$ y se suelta desde el reposo.

1. a) Calcula la fuerza y la aceleración del bloque en el instante de soltarlo.
2. b) Calcula la fuerza y la aceleración cuando el bloque pasa por $x=0{,}05\,\text{m}$ de la posición de equilibrio.
3. c) Explica cómo cambian la fuerza y la aceleración al acercarse al equilibrio, y su valor y sentido en el equilibrio.