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Por fórmula sabemos que la energía mecánica es igual a la adición entre la energía cinética y la energía potencial.
Con esto se sabe que su fórmula es: Em = Ek + Ep
Ya que no tenemos su energía cinética (Ek) y tampoco la energía potencial (Ep) tenemos que calcularlo para poder emplear la fórmula de la energía mecánica.
- Fórmula de la energía cinética => Eₖ = ½ m · v²
- Fórmula de la energía potencial => Eₚ = m · g · h
NOTA:
- Ya que las unidades de velocidad están expresadas en kilómetros sobre hora (km/h) debemos convertirlas a metros sobre segundos (m/s) ya que es necesario tener lista esta unidad para poder calcular la energía cinética.
CONVERTIMOS:
36 km/h · 1,000 m / 1 km · 1 h / 3,600 s = 10 m/s
36 km/h => 10 m/s
Ahora que tenemos las unidades de velocidad en metros sobre segundos, ya podemos calcular la energía cinética, así que empleamos la fórmula mencionada anteriormente (Eₖ = ½ m · v²)
Luego de calcular la energía cinética vamos a calcular la energía potencial.
CALCULAMOS LA ENERGÍA CINÉTICA:
Eₖ = ½ (4 kg) (10 m/s)²
Eₖ = ½ (4 kg) (100 m²/s²)
Eₖ = ½ (4 kg) (100 m · m / s²)
Eₖ = ½ 400 J
Eₖ = ½ 200 J => (Energía Cinética)
CALCULAMOS LA ENERGÍA POTENCIAL:
Eₚ = 4 kg · 9.81 m/s² · 80.0 m
Eₚ = 3,139.2 Kg · m/s² · m
Eₚ = 3,139.2 N · m
Eₚ = 3,139.2 J => (Energía potencial)
Como último procedimiento ya podemos utilizar la fórmula para calcular la energía mecánica (Em = Ek + Ep).
CALCULAMOS LA ENERGÍA MECÁNICA:
Em = 200 J + 3,139.2 J
Em = 3,339.2 J => (Energía mecánica)
Saludos.
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