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 EXAMEN03-9

La masa que oscila en un muelle más rápido

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TipoPrueba Dificultad Puntos7 pts Tiempo máx.14 min Origen preguntaRedactado Verificación soluciónVerificado por razonamiento independiente Completado con IA
Prerrequisitos
  • Pulsación angular ω=2π/T
  • 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

Una masa unida a un resorte horizontal oscila con movimiento armónico simple (MAS) sobre una superficie sin fricción. Amplitud x0 = 8,0 cm · Periodo T = 0,50 s

a Calcule la pulsación angular ω de la oscilación. [1]
b Calcule la velocidad máxima de la masa, e indique en qué posición se alcanza. [2]
c Calcule la aceleración máxima de la masa, e indique en qué posición se alcanza. [2]
d Explique en qué posición(es) la energía cinética de la masa 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/0,50 ≈ 12,6 rad s⁻¹.
Apartado b) — vmáx = ωx0 = 12,6 × 0,080 ≈ 1,0 m s⁻¹, en la posición de equilibrio (x = 0).
Apartado c) — amáx = ω²x0 = 12,6² × 0,080 ≈ 12,6 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.