(Originais Teachy 2023) - Pregunta Media de Física

Un bloque de masa 0,5 kg está unido a un resorte ideal de constante elástica k = 200 N/m y comprimido a una distancia de 0,1 m con respecto a su posición de equilibrio. Considerando que la superficie es perfectamente lisa y que el bloque inicialmente está en reposo, determina el trabajo realizado por la fuerza elástica cuando se libera el resorte y el bloque se aleja de la posición de equilibrio hasta que el resorte regrese a su longitud natural. Considera g = 10 m/s² y desprecia cualquier efecto disipativo.

Un estudiante pretende realizar un experimento con un bloque de madera rectangular de masa 120g y volumen de 300 cm³, que será sumergido en un recipiente con agua, en el cual está sujeto a una cuerda que pasa por una polea fija, también conectada a un contrapeso de masa desconocida. El sistema está en equilibrio. Tome nota de los siguientes datos: la densidad del bloque de madera es de 0,4 g/cm³, la densidad del agua es de 1 g/cm³ y la aceleración de la gravedad local es de 9,8 m/s². Con base en estos datos y la información proporcionada: (a) Calcule el empuje ejercido por el agua sobre el bloque de madera y (b) determine la masa del contrapeso necesario para mantener el sistema en equilibrio. (c) Si la densidad del agua se modificara a 0,8 g/cm³, ¿el contrapeso debería ser más ligero, más pesado o permanecer igual para mantener el equilibrio? Justifique su respuesta.