Un cuerpo de masa 3kg se lanza, sin rotar, desde una altura de 15m con una rapidez de 2m/s, llegando al suelo con una rapidez de 16m/s, entonces, cuanta energía pierde este cuerpo producto del roce con el aire?
Respuestas
108J
Explicación:
para calcular la energía perdida primero se debe calcular la energía mecánica en los dos puntos.
en el punto en que se lanza y en el punto en que llega al suelo.
en el punto en que se lanzo denominenoslo punto A dónde tienes solamente energía potencial gravitacional y energía cinética.
la energía cinética lo calculamos multiplicando la masa por la velocidad al cuadrado dividido 2, es decir, 3kg por 2m/s al cuadrado dividido 2 que da un resultado de 6J.
también calculamos la energía potencial gravitacional multiplicando la masa por la gravedad por la altura, es decir, 3 kilogramos por 10m/s^2 por 15m, qué nos da un resultado de 450J.
sumamos las dos energías y nos da un total de 456J.
ahora calculamos la energía mecánica en el punto donde el objeto toca el suelo que si nos damos cuenta solamente tiene energía cinética ya que no se encuentra ninguna altura para tener energía potencial gravitaciona.
la energía cinética en ese punto la calculamos multiplicando la masa por la velocidad al cuadrado dividido 2.
sería entonces (3 kg * (16m/s)^2)/ 2
qué da un resultado de 348J.
por último restamos las dos energías Qué sería 456J menos 348J y nos resulta 108J que sería la energía perdida.
Veamos. La energía perdida es igual a la energía final menos la inicial
Ei = m g h + 1/2 m Vo²
Ei = 3 kg . 9,80 m/s² . 15 m + 1/2 . 3 kg . (2 m/s)² = 447 J
Ef = 1/2 . 3 kg (16 m/s)² = 384 J
E = 384 - 447 = - 63 J
Saludos Herminio