Question

Una roca de 2.5 kg est´a atada a una cuerda de longitud de 1.45 m en un extremo, el otro extremo esta atada a un soporte fijo, el sistema es un péndulo simple. El péndulo se suelta desde el reposo a un angulo de 11◦ con respecto a la vertical. Se observa que este solo llega hasta a un angulo de 4,5◦ con respecto a la vertical después de 10.5 oscilaciones.
a.) ¿Cuanta energía ha perdido el sistema durante ese tiempo?
b.) ¿Que paso con la energía perdida? Explique como se pudo
perder esta.

Answer 1

La energía que se pierde en el sistema de péndulo es de  -0.49J

La energía se trasforma en forma de calor  y esto se debe a factores como la resistencia del viento que genera una fuerza de fricción sobre la roca

Explicación paso a paso:

En los puntos iniciales y finales el sistema de péndulo solo posee energía potencia gravitatoria

• Calculamos alturas

h1 = 1.45mCos(11°)

h1 = 1.42m

h2 = 1.45mCos(4.5°)

h2 = 1.44m

• Calculamos energías

Ep1 = mgh = 2.5kg * 9.81m/s² * (1.45m-1.42m)

Ep1 = 0.74 J

Ep2 = 2.5kg * 9.81m/s² * (1.45m-1.44m)

Ep2 = 0.25 J

Ep2 - Ep1 = -0.49J

La energía se pierde en forma de calor por factores externos al sistema, tales como fuerzas de fricción del aire o resistencia del viento