Problema de conservación de la energía
[BL][OL] Comienza por distinguir la energía mecánica de otras formas de energía. Explica cómo la definición general de energía como la capacidad de realizar un trabajo tiene perfecto sentido en términos de cualquier forma 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 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.
3.¿cuánta energía cinética tiene una pelota de 0,15 kg lanzada a 24 m/s?
2.Especifica 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.
Conservación de la energía mecánica problemas y soluciones pdf
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 \(kgdfrac{m^2}{s^2}\).
Solución de energía mecánica
La energía desempeña un papel esencial tanto en los acontecimientos cotidianos como en los fenómenos científicos. Sin duda, puedes nombrar muchas formas de energía, desde la que nos proporcionan los alimentos, pasando por la que utilizamos para hacer funcionar nuestros coches, hasta la luz del sol que nos calienta en la playa. También puedes citar ejemplos de lo que la gente llama energía que pueden no ser científicos, como que alguien tenga una personalidad energética. La energía no sólo tiene muchas formas interesantes, sino que está implicada en casi todos los fenómenos y es uno de los conceptos más importantes de la física. Lo que la hace aún más importante es que la cantidad total de energía en el universo es constante. La energía puede cambiar de forma, pero no puede aparecer de la nada ni desaparecer sin dejar rastro. La energía es, por tanto, una de las pocas magnitudes físicas que decimos que se conserva.
La conservación de la energía (como los físicos prefieren llamar al principio de que la energía no puede crearse ni destruirse) se basa en la experimentación. Incluso cuando los científicos han descubierto nuevas formas de energía, la conservación de la energía siempre se ha aplicado. Tal vez el ejemplo más dramático de esto lo proporcionó Einstein cuando sugirió que la masa es equivalente a la energía (su famosa ecuación E=mc2).
