Cómo resolver los problemas de energía potencial
La energía cinética es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento. La energía potencial es la energía que posee un cuerpo en virtud de su posición o estado. Mientras que la energía cinética de un objeto es relativa al estado de otros objetos de su entorno, la energía potencial es completamente independiente de su entorno. De ahí que la aceleración de un objeto no sea evidente en el movimiento de un objeto, cuando otros objetos del mismo entorno también están en movimiento. Por ejemplo, una bala que pasa zumbando junto a una persona que está de pie posee energía cinética, pero la bala no tiene energía cinética con respecto a un tren que se mueve a su lado.
La ley de conservación de la energía establece que ésta no puede destruirse, sino que sólo puede transformarse de una forma a otra. Tomemos el ejemplo clásico de un péndulo simple. A medida que el péndulo oscila, el cuerpo suspendido se mueve más alto y, debido a su posición, la energía potencial aumenta y alcanza un máximo en la parte superior. Cuando el péndulo comienza su oscilación hacia abajo, la energía potencial almacenada se convierte en energía cinética.
Comentarios
Explicación: Podemos utilizar la energía potencial para resolver. Recuerda que la altura y la gravedad deben tener el mismo signo, ya que se mueven en la misma dirección (hacia abajo). Haz que ambas sean negativas o utiliza un valor absoluto.
Utilizando la conservación de la energía, sabemos que . Esto nos dice que la energía potencial en la parte superior de la colina se convierte en energía cinética en la parte inferior. Podemos sustituir las ecuaciones de la energía potencial y la energía cinética.
Explicación: En este problema, la pelota comienza con energía potencial y cinética. El punto de máxima velocidad no tendrá energía potencial. Podemos resolverlo igualando la energía inicial y la energía final, debido a la conservación de la energía.
Explicación: El libro tiene inicialmente sólo energía potencial. Justo antes de caer al suelo, toda la energía potencial se convertirá en energía cinética. Podemos utilizar la ley de conservación de la energía para igualar las energías inicial y final.
Explicación: Inicialmente, el libro sólo tiene energía potencial. Justo antes de caer al suelo, toda la energía potencial se habrá convertido en energía cinética. Los dos valores serán iguales según la ley de conservación de la energía.
Hoja de trabajo de problemas de energía cinética y potencial
Como dijo @garyp, la energía cinética “que falta” es la de rotación. Aquí tienes información adicional que te puede ayudar. Suponiendo que el yo-yo rueda por su cuerda sin resbalar, la energía cinética de traslación del centro de masa (CM) más la energía de rotación del yo-yo en torno a su CM es igual a la diferencia de energía potencial (basada en la altura inicial menos la altura final del CM). Ver Enfoque Consistente para el Cálculo del Trabajo por Fricción para un Cuerpo Rígido en Movimiento Plano en este intercambio; específicamente, el ejemplo para rodar sin deslizarse por un plano inclinado.
Problemas de práctica de energía cinética y potencial pdf
La respuesta que obtuvieron fue $68352 \ J/s$. Lo que me molesta es que creo que consideraron el agua bombeada como un solo cuerpo rígido, ya que al calcular la E.P. del agua no consideraron la distancia movida por cada capa de agua como se calcula desde el punto de vista del cálculo, y estoy confundido, ya que pensé que los cuerpos no rígidos como el agua sólo requieren cálculo para preguntas como éstas (¿Cuál es cuál?) y me pregunto de dónde obtiene el agua la energía para moverse en una trayectoria horizontal en la tubería a nivel del suelo. Primero pensé que había una fuerza que actuaba horizontalmente, pero ya no creo que sea cierto; ¿o sí? Perdón por la información inútil. La ayuda será muy apreciada.