Preguntas y respuestas sobre la energía potencial elástica
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Trabajando con problemas de colisiones elásticas, me he encontrado con esta observación, que la energía potencial elástica de un sistema de dos cuerpos es la máxima cuando la velocidad relativa es igual a cero. De hecho, lo mismo ocurre cuando hablamos de un sistema de 2 bloques+muelle. ¿Por qué es así?
No hay nada específico que añadir, pero cuando calculas la energía cinética de un sistema (voy a suponer que es un sistema de 2 cuerpos, pero puedes generalizar) la energía cinética en un punto dado del sistema viene dada por:
O si visualizas el movimiento puedes pensar que inicialmente al chocar los cuerpos se producirá una compresión -> Se moverán a igual velocidad(máxima compresión) -> el muelle recuperará su longitud natural.
Hoja de trabajo de problemas de energía potencial elástica
Este es un problema relativamente fácil una vez que se conoce la fórmula de la energía potencial elástica y lo que significan los símbolos [variables] de la fórmula. PEs = 1/2 kx2, donde k representa la constante de la fuerza [la rigidez del muelle] y tiene unidades de N/m y x es la distancia física del muelle que se comprime o se estira en metros, por lo que PEs = 1/2(20)(.3)2 = 0,9 J, si duplicamos x, aumentará la PEs en un factor de 4, ya que x se eleva al cuadrado en la fórmula, por lo que 0,9 x 4 = 3,6 J sería la PEs si el muelle se estira 0,30 m más.
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Otra forma de energía es la energía potencial. La energía potencial es la energía almacenada de la posición. Puede ser debida a su posición vertical o a su altura. Si es así, se llama energía potencial gravitatoria. También puede estar relacionada con la compresión o el estiramiento de la forma, como se ve en la energía potencial elástica. En esta sección, investigarás estos tipos de energía potencial.
La ecuación de la energía potencial gravitatoria tiene en cuenta la masa de un objeto (m), la altura de un objeto (h) y la aceleración debida a la gravedad, 9,8 m/s2 (p). La ecuación se escribe como sigue:
La energía potencial elástica es la energía que se almacena en los materiales elásticos, como una banda elástica o un muelle. Esta energía potencial se almacena debido a la compresión o al estiramiento. Dedica unos minutos a investigar la energía potencial elástica viendo este videoclip.
Problemas de energía potencial elástica con soluciones pdf
En Trabajo, vimos que el trabajo realizado sobre un objeto por la fuerza gravitatoria constante, cerca de la superficie de la Tierra, sobre cualquier desplazamiento es una función sólo de la diferencia en las posiciones de los puntos finales del desplazamiento. Esta propiedad nos permite definir un tipo de energía diferente para el sistema que su energía cinética, que se llama energía potencial. En las siguientes subsecciones consideramos varias propiedades y tipos de energía potencial.
En Movimiento en dos y tres dimensiones, analizamos el movimiento de un proyectil, como patear un balón de fútbol en (Figura). Para este ejemplo, vamos a ignorar la fricción y la resistencia del aire. Cuando el balón se eleva, el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria sobre el balón es negativo, porque el desplazamiento del balón es positivo en sentido vertical y la fuerza debida a la gravedad es negativa en sentido vertical. También hemos observado que el balón se ralentiza hasta llegar a su punto más alto en el movimiento, con lo que la energía cinética del balón disminuye. Esta pérdida de energía cinética se traduce en una ganancia de energía potencial gravitatoria del sistema fútbol-Tierra.
