Question

Una mesa de 10 kg se eleva una altura de 20 m y luego se suelta ¿cuál es la energía total del sistema? ¿Cuál es la velocidad de la mesa a 5 m del suelo?

Answer 1

La energía del sistema es energía mecánica y es igual a la energía potencia de la mesa cuando está a 20 m de altura:

$E_M = mgh = 10\ kg\cdot 9,8\frac{m}{s^2}\cdot 20\ m = 1\ 960\ J$

Cuando la mesa está cayendo su energía ha de ser igual a la inicial, si no consideramos rozamientos: $E_M = E_C + E_P$

Ahora la altura es de 5 m, por lo tanto la energía cinética de la mesa será la diferencia entre la energía inicial y la energía potencial que tenga en ese momento:

$E_C = E_M - E'_P = 1\ 960\ J - (10\ kg\cdot 9,8\frac{m}{s^2}\cdot 5\ m) = 1\ 470\ J$

La velocidad se puede obtener a partir de la expresión de la energía cinética:

$E_C = \frac{1}{2}mv^2\ \to\ v = \sqrt{\frac{2E_C}{m}} = \sqrt{\frac{2\cdot 1\ 470\ J}{10\ kg}} = \bf 17,15\frac{m}{s}$