Ejercicios de energía potencial
La energía cinética es la energía del movimiento. Un objeto en reposo no tiene movimiento; por lo tanto, no tiene energía cinética. La energía cinética K de un objeto rígido no giratorio en movimiento depende de la masa m y de la velocidad v del objeto como sigue:
La masa m de un objeto es una medida de la inercia del objeto, la tendencia inherente del objeto a mantener una velocidad constante. La inercia de un objeto es lo que dificulta su movimiento. Las palabras “masa” e “inercia” significan lo mismo. Los físicos suelen utilizar la palabra “inercia” cuando hablan de la propiedad en términos conceptuales generales, y la palabra “masa” cuando le asignan un valor o la utilizan en una ecuación. La masa tiene unidades de kilogramos, abreviado kg. La velocidad v tiene unidades de metros por segundo, abreviado m/s. Fíjate en las unidades de la ecuación 2-1:
A la izquierda tenemos la energía cinética que tiene unidades de julios. A la derecha tenemos el producto de una masa por el cuadrado de una velocidad. Por tanto, las unidades de la derecha son \(kgdfrac{m^2}{s^2}\), y podemos deducir que un julio es un \(kgdfrac{m^2}{s^2}\).
Conservación de la energía mecánica problemas y soluciones pdf
2.Especifique el nivel de referencia para la energía potencial. En el caso de un muelle, es aconsejable suponer una energía potencial nula en la longitud natural del muelle. En el caso de la gravedad, se puede elegir cualquier nivel conveniente como marco de referencia.
Dos bloques con masas m1= 3kg y m2= 5 kg están conectados por una cuerda ligera que se desliza sobre una polea sin fricción, como se muestra en la figura. Inicialmente, m2 se mantiene a 5 m del suelo mientras que m1 está en el suelo. A continuación se suelta el sistema. ¿A qué velocidad golpea m2 el suelo?
Es conveniente fijar Ug= 0 en el suelo. Inicialmente, sólo m2 tiene energía potencial. Al caer, pierde energía potencial y gana energía cinética. Al mismo tiempo, m1 gana energía potencial y energía cinética. Justo antes de que m2 caiga, sólo tiene energía cinética. Sea v la velocidad final de cada masa. Entonces, utilizando la ley de conservación de la energía mecánica
m = 2 kg se cuelga del extremo de un plano de manera que la longitud lo del segmento vertical es de 50 cm, como se muestra en la figura. El otro extremo de la cadena está fijado por un clavo. En un determinado instante, el clavo es empujado hacia fuera, ¿cuál es la velocidad de la cadena en el momento en que se desliza completamente fuera del plano? No tengas en cuenta el rozamiento.
Problemas de energía mecánica con soluciones pdf
La capacidad de un objeto para realizar trabajo se mide por su energía mecánica, o la suma de la energía cinética y la energía potencial del objeto. La energía mecánica se debe a la posición o al movimiento de un objeto. La fórmula de la energía mecánica es energía mecánica = energía cinética + energía potencial.
Los objetos almacenan energía en forma de energía potencial. La energía potencial química es el potencial de un objeto para sufrir una reacción exotérmica; la energía potencial de un muelle comprimido es el potencial de un muelle para expandirse; y la energía potencial gravitatoria es el potencial de un objeto para caer desde una altitud elevada a una altitud baja. La fórmula de la energía potencial es energía potencial gravitatoria = masa × aceleración debida a la gravedad × altura.
La energía de un objeto en movimiento se llama energía cinética. La energía cinética se define como la energía necesaria para que un objeto acelere desde una posición de reposo hasta su velocidad actual. energía cinética = 1/2 × masa × velocidad2.
Fórmula 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.