Anónimo
Ejercicios de física alguien no lo pude hacer
1 Respuesta
Resolveré el primero.
a)
Aproximaré g al valor 10 m/s^2
Ep = m·g·h = 0,5 · 9,8 · 30 = 150 J
b)
Si no hay disipación de energía, el principio de conservación de la energía mecánica exige que la energía cinética al llegar al suelo sea la misma que la energía potencial que tenía a 30 m de altura.
Ec = 150 J
c)
Como
Ec = (1/2)·m·v^2
(1/2) · 0,5 · v^2 =150
v = 24,5 m/s
¡Gracias!
Va el segundo:
a)
La velocidad, en el S. I. vale
72 km/h · 1000 m / 1 km · (1 h / 3600 s) = 20 m/s
La energía mecánica es la suma de la potencial más la cinética. Si consideramos el plano horizontal como el origen de alturas, al ser h = 0 la energía potencial del ciclista será 0; por tanto, la energía mecánica será sólo energía cinética:
E = (1/2)·m·v^2 = (1/2) · 80 · 20^2 = 16000 J
b)
Al subir por la rampa sin pedalear, toda la energía cinética se transforma en potencial hasta el instante en que se para:
16000 = m·g·h = 80 · 9,8 · h
Falta la solución:
h = 16000 / (80·9,8) = 20 m (tomando g = 10 m/s^2)
Tercero
a)
En el instante del lanzamiento la pelota tiene energía potencial y energía cinética, ya que se lanza a 20 m/s:
E = mgh + (1/2)mv^2
E = 0,5 · 9,8 · 15 + (1/2) · 0,5 · 20^2 = 75 + 100 = 175 J
b)
Como la energía mecánica se conserva, al llegar al suelo (h = 0) debe tener la misma energía mecánica:
175 = m·g·0 + (1/2)·m·v'^2
175 = (1/2) · 0,5 · v'^2
v' = 26,5 m/s
Para que aumente Ep tiene que aumentar la altura:
Ep - Ep0 = 125 = m·g·h - m·g·h0 = m·g·(h - h0)
125 = 2 · 9,8 · (h - h0)
h - h0 = 125 / (2·9,8) = 6,25 m
Quinto
La energía mecánica siempre es la suma de Ep + Ec y se conserva constante siempre que no se haga trabajo por o sobre el sistema.
a)
En A la velocidad es 0, luego Ec = 0
E = Ep + 0 = mgh = 60 · 9,8 · 5 = 3000 J
En B la altura es 0, luego Ep = 0
E = 0 + Ec = (1/2) · 60 · 100 = 3000 J
En C no son nulas ni Ep ni Ec
E = m·g·h + (1/2)·m·v^2 = 60 · 9,8 · 7 + (1/2) · 60 · 4^2 = 4680 J
b)
Se conserva la energía mecánica en A y B, pero no en C. En C tiene más energía mecánica, lo que significa que se ha realizado trabajo sobre el niño. Él mismo se ha impulsado al final de la parte B, con lo cual aumenta su energía mecánica.
c)
Al haber rozamiento, la fuerza de rozamiento realiza un trabajo negativo, disminuyendo la energía mecánica.