Question

3) Tres amigas se lanzan en su trineo por una pista de hielo. Al iniciar la bajada, a 40
m de altura su velocidad es de 5 m/s. Cuando llegan al punto más bajo y antes de
ascender por la rampa opuesta, una de las amigas cae del trineo. Suponiendo que en
todo el recorrido el rozamiento es nulo y que en la caída no se pierde energía, calcula
la altura a la que ascenderá el trineo con las dos amigas restantes en la siguiente
rampa. Datos: masa del trineo = 30 kg; masa de cada una de las amigas = 60 kg

Answer 1

   La altura a la que ascenderá el trineo con las dos amigas restantes es 57.78 m .

    La altura  a la que ascenderá se calcula mediante la aplicación del principio de conservación de la energía, de la siguiente manera:

m trineo = 30 Kg

m = 60 Kg  cada una de las amigas

tres amigas   m1 = 3* 60Kg + 30Kg = 210 Kg

h1 =40 m

V1= 5 m/seg

no hay roce , no hay pérdida de energía

dos amigas   m2 = 2*60Kg + 30Kg = 150 Kg

h2 =?

 V2=0 se detienen al alcanzar la altura h2

    Principio de conservación de la energía mecánica:

             Em1 = Em2

      Ec1 + Ep1 = Ec2 + Ep2

 m1* V1²/2 + m1*g*h1 = m2*V2²/2 + m2*g*h2    , pero V2=0

 210Kg * ( 5m/seg)²/2 + 210Kg*9.8m/seg2* 40m = 150Kg * 9.8m/seg2* h2

   2625 Joules + 82320 Joules = 1470Kg*m/seg2*h2

        h2 = 84945 Joules / 1470Kg*m/seg2

        h2 = 57.78 m