Considere una persona que impulsa hacia abajo una pelota desde la azotea de un edificio, como muestra la figura. En el punto A, su energía potencial con respecto al suelo es de 8 J y su energía cinética es de 5 J.
a. ¿Cuál es la energía mecánica de la pelota en A?
b. ¿Cuál es la energía mecánica de la pelota en M?
c. ¿Cuál es la energía cinética y potencial de la pelota en B?
d. Si la energía cinética de la pelota en M es de 7 J ¿Cuál es su energía potencial en ese punto?
e. ¿Cuánta fue la "pérdida" de energía potencial cuando la pelota paso del punto A al M? ¿Cuánto fue el incremento de la energía cinética entre estos puntos?
Respuestas
La pelota que la persona impulsa hacia abajo tiene las siguiente energía en los puntos:
Energía mecánica en A ⇒ EmA = 13J
Energía mecánica en M ⇒ EmM = 13J
Energía cinética en B ⇒ EcB = 13J
Energía potencial en M ⇒ Ep = 6J
Variación de energía potencial en A y M ⇒ ΔEp= -2J
Variación de energía cinética entre A y M ⇒ ΔEc= 2J
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado
EcA = 5J
EpA = 8J
a. ¿Cuál es la energía mecánica de la pelota en A?
Em = Ec + Ep
Em = 5J + 8J
Em = 13J
b. ¿Cuál es la energía mecánica de la pelota en M?
La energía se conserva a menos que se considere la fricción del aire, pero al no es el caso
EmA =EmM = 13J
c. ¿Cuál es la energía cinética y potencial de la pelota en B?
En el punto b no hay altura, La energía potencial viene dada por la expresión
Ep =mgh al ser h=0 ⇒ Ep=0J
Energía cinética
Toda la energia potencial se ha trasformado en energia cinetica
Ec = 1/2mV² = 13J
d. Si la energía cinética de la pelota en M es de 7 J ¿Cuál es su energía potencial en ese punto?
Em = 13J = 7J + Ec
Ep = 6J
e. ¿Cuánta fue la "pérdida" de energía potencial cuando la pelota paso del punto A al M? ¿Cuánto fue el incremento de la energía cinética entre estos puntos?
Si EpA = 8J y EpM = 6J
ΔEp = (6 - 8)J
ΔEp= -2J
Si EcA = 5J y EcM = 7J
ΔEc = 2J
