Planteas la condición de equilibrio para el bloque mayor colgado (M1 = 0,12 Kg, Δy1 = a determinar), y queda:
│Fel1│ = │P1│, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:
k*Δy1 = M1*g, divides por Δy en ambos miembros, y queda:
k = M1*g/Δy1 (1).
Planteas la condición de equilibrio para ambos bloques colgados (M1 = 0,12 Kg y M2 = 0,03 Kg, Δy1 = a determinar, Δy1 = 0,05 m), y queda:
│Fel2│ = │P1 + P2│, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:
k*(Δy1 + Δy2) = (M1 + M2)*g, divides por (Δy1 + Δy2) en ambos miembros, y queda:
k = (M1 + M2)*g/(Δy1 + Δy2) (2).
Luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:
M1*g/Δy1 = (M1 + M2)*g/(Δy1 + Δy2), divides por g en ambos miembros, y queda:
M1/Δy1 = (M1 + M2)/(Δy1 + Δy2), reemplazas valores, y queda:
0,12/Δy1 = (0,12 + 0,03)/(Δy1 + 0,05), multiplicas en ambos miembros por Δy1 y por (Δy1 + 0,05), y queda:
0,12*(Δy1 + 0,05) = 0,15*Δy1, divides por 0,12 en ambos miembros, y queda:
Δy1 + 0,05 = 1,25*Δy1, y de aquí despejas:
Δy1 = 0,2 m, que es el estiramiento del resorte con el bloque más grande colgado;
luego, reemplazas este valor y los demás valores en la ecuación señalada (1), y queda:
k = 0,12*9,8/0,2, resuelves y queda:
k = 5,88 N/m, que es el valor de la constante elástica del muelle.
a)
Planteas la expresión de la pulsación en función de la constante elástica y de la masa total colgada, y queda:
ω = √( k/(M1 + M2) ), reemplazas datos, y queda:
ω = √( 5,88/(0,12 + 0,03) ), resuelves, y queda:
ω ≅ 6,261 rad/s;
luego, planteas la expresión de la frecuencia en función de la pulsación, y queda:
f = ω/(2π), reemplazas el valor de la pulsación, y queda:
f ≅ 6,261/(2π), resuelves y queda:
f ≅ 0,996 Hz, que es el valor de la frecuencia de oscilación.
b)
Planteas la expresión del periodo de oscilación en función de la pulsación, y queda:
T = 2π/ω, reemplazas el valor de la pulsación, y queda:
T ≅ 2π/6,261, resuelves y queda:
T ≅ 1,004 s, que es el periodo de oscilación;
luego, recuerda que el periodo de oscilación es igual al intervalo de tiempo que tarda el oscilador en recorrer dos veces la distancia entre los puntos de elongación máxima, por lo que puedes plantear que la expresión del intervalo que emplea en desplazarse desde su punto más bajo hasta el punto más alto es:
Δt = T/2, reemplazas el valor del periodo de oscilación, resuelves, y queda:
Δt ≅ 0,502 s.
c)
Observa que cuando el oscilador se encuentra en el punto más alto actúan sobre él dos fuerzas, que son su peso y la fuerza elástica con módulo máximo, ambas con sentido hacia abajo, por lo que la expresión del módulo de la fuerza resultante total queda:
│F │= │P│ + │FelM│, sustituyes expresiones, y queda:
│F │ = (M1 + M2)*g + k*A, reemplazas valores (recuerda que la amplitud de oscilación es: A = 0,12 m), y queda:
│F │ = (0,12 + 0,03)*9,8 + 5,88*0,12, resuelves, y queda:
│F │ = 2,1756 N.
Espero haberte ayudado.