En el laboratorio de Física se lleva a cabo un experimento para medir la constante elástica de un muelle cargándolo con distintas masas m y midiendo las longitudes indicadas L (datos para longitudes y masas dados en la tabla, en cm y gramos, respectivamente). Determinar la constante elástica del muelle en N/m, explicando cuál es el fundamento físico en que nos basamos para hacer este cálculo.1234L(cm)16192225m(g)117234351468Un mismo muelle colgado con cuatro cargas distintas m1 a m4 y sus longitudes L1 a L4
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Resultado
k≈38N/m
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Estrategia
Ley de Hooke: en equilibrio, el peso colgado se compensa con la fuerza del muelle, mg=k(L−L0). La longitud natural L0 no se conoce, pero desaparece al comparar dos medidas: k=gΔm/ΔL.
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Desarrollo
Fundamento: en el equilibrio la fuerza elástica es igual al peso,k(L−L0)=mgasí que la longitud crece linealmente con la masa colgada. Restando dos medidas:k=ΔLgΔmEn la tabla, cada vez que se añaden 117g el muelle se alarga 3cm (la relación es lineal en todo el rango):k=0,039,8⋅0,117=38,2N/m(De paso, la longitud natural es L0=16−3=13cm.)
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Consejo
Usar diferencias entre medidas elimina la longitud natural, que no te dan: lo que mide la deformación es ΔL, no L.
Paso 1 de 3
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