Question

Una estudiante observa la construcción de un edificio nuevo para el colegio y mira a un obrero que lanza, cada vez, un ladrillo desde el primer piso, mientras que otro lo recibe justo a 3,0 m de altura, como se muestra en la siguiente figura. Si la estudiante sabe que la energía potencial depende de la altura y de la masa del objeto y de repente observa que mientras el obrero se mantiene sosteniendo el ladrillo II a una altura de 1,0 m respecto al piso, el otro obrero deja caer el ladrillo I, ¿qué altura tiene que descender el ladrillo I para que ambos ladrillos tengan la misma energía potencial?A. 2,0 m.B. 1,5 m.C. 1,0 m.D. 3,0 m.

Answer 1

Respuesta:

A. 2 metros

Explicación:

Tenemos que la energía potencial es una relación entre la masa, la gravedad y la altura, entonces:

Ep = m·g·h

Buscamos la energía potencial del ladrillo más alto, tenemos que:

Ep = m·(9.8m/s)²·(3m)

Ep = 29.4 J/kg

Ahora, buscamos la energía potencial del otro ladrillo, tenemos:

Ep = m·(9.8m/s²)·(1m)

Ep = 9.8 J/kg

Por tanto, sabemos que el de mayor energía potencia debe igualar al de menor, es decir, se debe reducir cierta cantidad:

Ep = 29.4 J/kg - 9.8 J/kg

Ep = 19.6 J/kg

Buscamos la altura para esa energía:

19.6 J/kg = m·(9.8m/s)²·h

h = 2 m

Para que tengan la misma energía potencial, el primer ladrillo debe bajar 2 metros.