Problemas de energía mecánica con soluciones pdf
[BL][OL] Comience por distinguir la energía mecánica de otras formas de energía. Explique cómo la definición general de energía como la capacidad de realizar un trabajo tiene perfecto sentido en términos de cualquiera de las formas de energía mecánica. Discutir la ley de conservación de la energía y disipar cualquier concepto erróneo relacionado con esta ley, como la idea de que los objetos en movimiento se ralentizan de forma natural. Identifique el calor generado por la fricción como la explicación habitual de las aparentes violaciones de la ley.
[Inicie un debate sobre cómo otras formas útiles de energía también terminan como calor desperdiciado, como la luz, el sonido y la electricidad. Intente que los alumnos comprendan el calor y la temperatura a nivel molecular. Explique que la energía que se pierde por el rozamiento es en realidad la transformación de la energía cinética a nivel macroscópico en energía cinética a nivel atómico.
Energía mecánica y conservación de la energíaAntes vimos que la energía mecánica puede ser potencial o cinética. En esta sección veremos cómo se transforma la energía de una de estas formas a la otra. También veremos que, en un sistema cerrado, la suma de estas formas de energía permanece constante.
Hoja de trabajo de problemas de conservación de la energía mecánica
Energía mecánica y conservación de la energíaHemos visto antes que la energía mecánica puede ser potencial o cinética. En esta sección veremos cómo la energía se transforma de una de estas formas a la otra. También veremos que, en un sistema cerrado, la suma de estas formas de energía permanece constante.
Un coche de montaña rusa y sus pasajeros ganan bastante energía potencial cuando se elevan a la cima de la primera colina. Recuerda que la parte potencial del término significa que la energía se ha almacenado y puede utilizarse en otro momento. Verás que esta energía almacenada puede utilizarse para realizar un trabajo o puede transformarse en energía cinética. Por ejemplo, cuando un objeto que tiene energía potencial gravitatoria cae, su energía se convierte en energía cinética. Recuerde que tanto el trabajo como la energía se expresan en julios.
Vuelva a la figura 9.3. La cantidad de trabajo necesaria para elevar el televisor desde el punto A hasta el punto B es igual a la cantidad de energía potencial gravitatoria que el televisor obtiene de su altura sobre el suelo. Esto es generalmente cierto para cualquier objeto elevado sobre el suelo. Si todo el trabajo realizado sobre un objeto se utiliza para elevar el objeto por encima del suelo, la cantidad de trabajo es igual a la ganancia de energía potencial gravitatoria del objeto. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, debido al trabajo realizado por la fricción, estas transformaciones de energía-trabajo nunca son perfectas. La fricción provoca la pérdida de parte de la energía útil. En las discusiones que siguen, usaremos la aproximación de que las transformaciones son sin fricción.Ahora, veamos la montaña rusa de la figura 9.6. La montaña rusa realizó un trabajo para llegar a la cima de la primera subida; en este punto, la montaña rusa tiene energía potencial gravitacional. Se mueve lentamente, por lo que también tiene una pequeña cantidad de energía cinética. A medida que el coche desciende por la primera pendiente, su PE se convierte en KE. En el punto más bajo, gran parte de la PE original se ha transformado en KE, y la velocidad es máxima. A medida que el coche sube la siguiente pendiente, parte de la KE se transforma de nuevo en PE y el coche disminuye su velocidad.
Conservación de la energía problemas y soluciones pdf
Una pelota de 200 g de masa se deja caer desde una altura de 4,4 m sobre el suelo como se muestra en el diagrama. Calcula su velocidad cuando esté a 2 m del suelo utilizando el principio de conversación de la energía mecánica.
Ahora, considera cuando la bola está a 2 metros del suelo. Sigue teniendo energía potencial, pero ahora que está más abajo ($h$ es menor), tiene menos energía potencial que al principio del problema. Recordando que la energía no se puede crear ni destruir, sólo hay otro lugar al que podría haber ido: a la energía cinética.
Problemas de conservación de la energía respuestas a la hoja de trabajo
En esta sección, elaboramos y ampliamos el resultado que derivamos en Energía potencial de un sistema, donde reescribimos el teorema trabajo-energía en términos del cambio en las energías cinética y potencial de una partícula. Esto nos llevará a una discusión del importante principio de la conservación de la energía mecánica. A medida que continúe examinando otros temas de la física, en capítulos posteriores de este libro, verá cómo esta ley de conservación se generaliza para abarcar otros tipos de energía y transferencias de energía. La última sección de este capítulo ofrece un adelanto.
Los términos “cantidad conservada” y “ley de conservación” tienen significados específicos y científicos en física, que son diferentes de los significados cotidianos asociados al uso de estas palabras. (Lo mismo ocurre con los usos científicos y cotidianos de la palabra “trabajo”). En el uso cotidiano, se puede conservar el agua no usándola, o usando menos cantidad, o reutilizándola. El agua está compuesta por moléculas formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Si se juntan estos átomos para formar una molécula, se crea agua; si se disocian los átomos de dicha molécula, se destruye el agua. Sin embargo, en el uso científico, una cantidad conservada para un sistema permanece constante, cambia en una cantidad definida que se transfiere a otros sistemas, y/o se convierte en otras formas de esa cantidad. Una cantidad conservada, en el sentido científico, puede transformarse, pero no crearse ni destruirse estrictamente. Por tanto, no existe una ley física de conservación del agua.