Question

Una niña de 30 kg se desplaza sobre un tobogán regularmente recto que tiene una altura de 14 m, la niña parte del reposo: a) Si se considera que no hay fricción, ¿Cuál debe ser la velocidad de la niña al final del tobogán? b) Si existe una fuerza friccionante que actúa sobre la niña, ¿Qué cantidad de energía disipa dicha fuerza suponiendo una velocidad de 9 m/s?

Answer 1

La velocidad que deberá tener la niña al final del tobogán es de V = 16.57m/s

si hay fricción se disipa una energía de ΔE = -2905.2 J

Explicación paso a paso:

Cuando la niña se encuentra a punto de lanzarse del tobogán, esta cargada de energía potencial gravitatoria, consideremos este como el punto A

Ema = mgh

Ema = 30kg*9.81m/s2*14m

Ema = 4120.2 J

En el punto mas bajo, la niña solo tiene energía cinética, consideremos este punto B

Emb = 1/2mV^2

Realizamos un balance de energía entre los punto A y B

Ema =  Emb

4120.2 J = 1/2*30kg*V^2

V = 16.57m/s

Si hay fricción:

El balance de energía sera:

Wfnc = Emb - Ema

Wfnc = ΔE =  1/2*30kg(9m/s)^2 - 4120.2 J

ΔE = -2905.2 J