Problema de prueba

Este problema es una variante de C1-P01 — La masa que oscila en el resorte — mismo prerrequisito y habilidad, con otro enunciado y otros números. Se usa para comprobar si esa ficha está realmente dominada, no para practicarla de nuevo.

FICHA EXAMEN05-2

El bloque que oscila sobre la mesa sin fricción

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TipoPrueba Dificultad Puntos7 pts Tiempo máx.14 min Origen preguntaRedactado Verificación soluciónVerificado por razonamiento independiente Completado con IA
Prerrequisitos
  • Ω=2π/T=2πf
  • Vmáx=ωx0 en la posición de equilibrio
  • Amáx=ω²x0 en los extremos
  • La energía total del MAS se conserva y se reparte entre cinética y potencial

Un bloque apoyado sobre una mesa horizontal sin fricción está unido a un resorte y oscila con movimiento armónico simple (MAS). Amplitud x0 = 6,0 cm · Periodo T = 1,0 s

a Calcule la pulsación angular ω de la oscilación. [1]
b Calcule la velocidad máxima del bloque, e indique en qué posición se alcanza. [2]
c Calcule la aceleración máxima del bloque, e indique en qué posición se alcanza. [2]
d Explique en qué posición(es) la energía cinética del bloque es máxima, y en cuál es máxima la energía potencial elástica, justificando su respuesta. [2]
Pistas progresivas
Refuerzo
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Apartado a) — ω = 2π/T = 2π/1,0 ≈ 6,28 rad s⁻¹.
Apartado b) — vmáx = ωx0 = 6,28 × 0,060 ≈ 0,38 m s⁻¹, en la posición de equilibrio (x = 0).
Apartado c) — amáx = ω²x0 = 6,28² × 0,060 ≈ 2,4 m s⁻², en los extremos del recorrido (x = ±x0).
Apartado d) — La energía cinética es máxima en la posición de equilibrio (x = 0), donde la velocidad es máxima. La energía potencial elástica es máxima en los extremos (x = ±x0), donde la velocidad es momentáneamente cero pero el resorte está más deformado. La energía total (suma de ambas) permanece constante durante toda la oscilación.