FÍSICA – Bachillerato General – 1 – Primero de Bachillerato – Pág 96 – Resuelto 0

Pregunta 1) “El muelle se encuentra en la posición de equilibrio en la primera fotografía.”

Respuesta:
Paso 1: En el equilibrio del muelle se cumple que la elongación es nula: $$x=0$$ (el muelle está en la posición donde no está comprimido ni extendido).
Paso 2: Para decir si está en equilibrio, habría que identificar en la fotografía 1 si el muelle está ni comprimido ni extendido (posición media).
Resultado final: Si en la fotografía 1 el muelle está en su posición media (sin compresión ni extensión), entonces es verdadera. Si no, es falsa. Sin ver las fotos no es posible decidir el V/F exacto.

Pregunta 2) “La velocidad es máxima en el punto de equilibrio de acuerdo a la fotografía 2.”

Respuesta:
Paso 1: En movimiento armónico simple (regla): en el equilibrio $$x=0$$ y entonces $$a=-kx=0$$, mientras que la velocidad es máxima porque la energía potencial está mínima y se transforma en cinética.
Paso 2: Por tanto, si la fotografía 2 muestra el muelle en el equilibrio (posición media), la afirmación es correcta. Si la fotografía 2 no está en equilibrio, no puede afirmarse que sea máxima.
Resultado final: Si la foto 2 corresponde al equilibrio del muelle, entonces es verdadera; si no, es falsa. Sin ver las fotos no es posible fijar el V/F.

Pregunta 3) “En la reflexión del muelle de acuerdo a la fotografía 3, la única aceleración es la centrípeta.”

Respuesta:
Paso 1: La aceleración centrípeta se da en movimientos curvilíneos, donde $$a_c=\dfrac{v^2}{r}$$.
Paso 2: En un muelle (movimiento armónico), la aceleración típica viene por la fuerza elástica: $$a=-kx$$ dirigida hacia el equilibrio (aceleración tangencial/lineal asociada al resorte).
Paso 3: Decir que solo existe la centrípeta implicaría que no hay componente de aceleración asociada al resorte, lo cual no coincide con el modelo general del muelle si está oscilando por la fuerza elástica.
Resultado final: En general, la afirmación es Falsa porque en un muelle hay aceleración debida al resorte además de cualquier posible componente centrípeta por curvatura.

Pregunta 4) “De acuerdo con la primera fotografía, la aceleración en el muelle y en la reflexión es nula.”

Respuesta:
Paso 1: En equilibrio del movimiento armónico: $$x=0 \Rightarrow a=-kx=0$$, por eso la aceleración del muelle es nula si está en equilibrio.
Paso 2: Pero “en la reflexión” no tiene por qué ser nula: si hay cambio de dirección en trayectoria, puede existir aceleración centrípeta $$a_c=\dfrac{v^2}{r}$$ (esta no depende de $$x$$ sino de la curvatura).
Paso 3: Entonces, aunque la aceleración del muelle sea 0 en equilibrio, la aceleración durante la reflexión puede no ser 0.
Resultado final: La afirmación es Falsa en general.

Pregunta 5) “La velocidad en el punto de máxima compresión del muelle es nula, de acuerdo a la segunda fotografía.”

Respuesta:
Paso 1: En los extremos del movimiento armónico (máxima compresión o máxima extensión) se cumple que la velocidad es cero, porque el sistema invierte el sentido del movimiento en ese punto.
Paso 2: En términos del M.A.S.: en $$x=\pm A$$ se tiene $$v=0$$.
Paso 3: Si la fotografía 2 muestra el punto de máxima compresión, entonces la afirmación es correcta; si no, sería falsa.
Resultado final: Si la fotografía 2 está en el punto de máxima compresión, entonces es Verdadera; si no, es falsa. Sin ver las fotos no es posible asegurar el V/F exacto.