Question

Un trabajador levanta hasta una altura de 0,7metros una caja cuya masa es de 45 kilos. Calcula el valor de la energía potencial que adquiere la caja a esta distancia. Sabemos que la tierra atrae los cuerpos con un valor constante de 9,8m/seg²

​

Answer 1

La energía potencial gravitatoria de la caja es de 308.7 Joules

Solución

Energía Potencial Gravitatoria

La energía potencial está relacionada a la posición que tienen los cuerpos, y no a su movimiento.

Definimos la energía potencial como aquella que poseen los cuerpos por el hecho de encontrarse en una determinada posición. Donde esta energía depende de la altura y de la masa del cuerpo

La energía potencial se mide en Joules (J), la masa (m) en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad (g) en metros por segundo-cuadrado (m/s²) y la altura (h) en metros (m)

Siendo

$\bold{1 \ J = 1\ kg \ . \ m^{2} /s^{2} }$

La fórmula de la energía potencial gravitatoria está dada por:

$\large\boxed{ \bold{ E_{p} = \ m\ . \ g \ . \ h }}$

Donde

$\bold{ m} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{masa del cuerpo }$

$\bold{ g} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Valor de la aceleraci\'on gravitatoria }$

$\bold{ h} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Altura a la que se encuentra el cuerpo }$

Solución

La fórmula de la energía potencial gravitatoria está dada por:

$\large\boxed{ \bold{ E_{p} = \ m\ . \ g \ . \ h }}$

Donde

$\bold{ m} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{masa del cuerpo }$

$\bold{ g} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Valor de la aceleraci\'on gravitatoria }$

$\bold{ h} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Altura a la que se encuentra el cuerpo }$

Como la caja es elevada por el trabajador a 0.7 metros de altura por encima del suelo efectivamente posee energía potencial gravitatoria

Calculamos la energía potencial de la caja para la altura requerida

$\large\boxed{ \bold{ E_{p} = \ m\ . \ g \ . \ h }}$

Reemplazamos en la fórmula

$\boxed{ \bold{ E_{p} = \ (45 \ kg)\ . \ \left(9.8 \ \frac{m}{s^{2}} \right ) \ . \ ( 0.7\ m) }}$

$\bold{1 \ J = 1 \ kg \ . \ \frac{m^{2} }{s^{2} } }$

$\large\boxed{ \bold{ E_{p} = 308.7 \ Joules }}$

La energía potencial gravitatoria de la caja elevada a 0.7 metros de altura es de 308.7 Joules

En el caso eventual que la caja estuviese ubicada a menor altura por encima del suelo, su energía potencial gravitatoria será menor.

Se concluye que para una misma masa se tendrá mayor energía potencial gravitatoria cuanto a mayor altura se encuentre el cuerpo

En el caso hipotético que la caja llegara al suelo toda su energía potencial se habrá transformado en energía cinética.

Por lo tanto si el cuerpo llega al suelo su energía potencial será igual a cero