Un hombre sostiene un bloque de 2.0 kg a 1.5 m del suelo a 1.0 m de la superficie de una mesa. Determine:
a) La energía potencial del bloque con respecto al suelo.
b) La energía potencial con respecto a la mesa.
c) Qué trabajo realiza el hombre si coloca el bloque sobre la mesa?
Respuestas
La energía potencial del bloque con respecto al suelo Ep = 29.4J.
La energía potencial con respecto a la mesa. Ep = 19.6J
El trabajo que realiza el hombre si coloca el bloque sobre la mesa es igual a W = - 9.8N
La Energía potencial es la energía que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo. La energía potencial, Ep, se mide en Jouls (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad, g, en metros/segundo-cuadrado (m/s²) y la altura, h, en metros (m).
Ep = m * g * h
Ep = 2Kg * 9.8m/s² * 1.5m
Ep = 29.4J
Ep = 2Kg * 9.8m/s² * 1.0m
Ep = 19.6J
El trabajo del hombre para colocar el bloque desde su posición inicial (1.5m del suelo) sobre la mesa la calculamos por definición:
F: Fuerza realizada para levantar el bloque es igual su peso, F = m *g
d: Desplazamiento del bloque, d = 1.5m - 1.0m = 0.5m
α: Angulo que forma la fuerza y el desplazamiento, misma dirección pero sentidos opuestos α = 180°
W = F * d * cos(α)
W = m * g * 0.5m * cos (180°)
W = 2.0Kg * 9.8m/s² *0.5m * (-1)
W = - 9.8N