¿Cuál es la energía cinética de una flecha disparada desde un arco que tiene una energía potencial de 40 joules?
Por favor ayúdenme
Respuestas
Respuesta:
Parte de esa energía se encuentra ahora en su bicicleta y en su propio cuerpo que se encuentran en lo
alto de la pendiente, y puede usarla de nuevo, simplemente dejándose caer con su bicicleta pendiente
abajo.
A la energía que tienen los cuerpos en movimiento la denominamos energía cinética. Mientras más
rápido vaya un cuerpo, mayor será su energía cinética. Igualmente, mientras mayor sea la masa de un
objeto en movimiento, mayor será su energía cinética.
Un modo sencillo de almacenar energía en un cuerpo es seguir uno de estos caminos:
Subiéndolo sobre la superficie terrestre, almacena energía que denominamos energía
potencial gravitatoria.
Comprimiéndolo o estirándolo, almacena energía que denominamos energía potencial
elástica.
Por ejemplo, un esquiador en lo alto de una montaña tiene energía potencial gravitatoria. Parte de
esta energía, cuando desciende esquiando por la ladera de la montaña, se va transformando en
energía cinética.
Un arco listo para ser disparado tiene mucha energía potencial elástica. Cuando se deja en libertad,
parte de esta energía se transforma en energía cinética de la flecha.
Los cambios en la naturaleza: concepto de energía
Vemos que a menudo la energía potencial (gravitatoria o elástica) se transforma en energía
cinética. No debemos olvidar que parte de esa energía potencial se transforma en calor (rozamiento) y
sonido.
Por tanto, la cantidad de energía cinética al final es menor que la cantidad de energía potencial
que se tenía al principio (el esquiador en lo alto de la montaña o el arco listo para ser disparado).
Tanto la energía cinética como la energía potencial se miden en julios (J), como cualquier otra forma de
energía. Para grandes cantidades se suele utilizar el kJ (1000 J).
Área de Ciencias de la Naturaleza - Módulo IV
Ecuaciones de la energía
1. Llamamos energía mecánica E de un cuerpo a la suma de las energías cinética y
potencial que ese cuerpo tiene:
2. La ecuación que nos permite calcular la energía cinética de un cuerpo de masa m
cuando se desplaza a una velocidad v es:
La masa la mediremos en kg, la velocidad en m/s y la energía cinética en julios (J)
3. La ecuación que nos permite calcular el cambio de energía potencial gravitatoria que
experimenta un cuerpo es:
donde m es la masa del cuerpo (en kg), g el valor de la aceleración de la gravedad del lugar donde éste
se encuentra (9,8 m/s2) y h el cambio en altura que experimenta (en metros).
Ejemplo 1
Juan sube a lo alto de una montaña nevada con un telesilla. El telesilla le
proporciona 380 kJ de energía.
Pregunta 1: ¿Qué tipo de energía ha adquirido Juan?
Respuesta: Energía potencial gravitatoria.
Pregunta 2: Mientras Juan está en lo alto de la montaña, quieto, antes de
deslizarse montaña abajo esquiando, ¿cuánta energía cinética tiene?
Respuesta: Ninguna, sólo los objetos en movimiento tienen energía cinética.
Por tanto, mientras esté quieto en el punto donde le dejó el telesilla, tendrá
380 kJ de energía potencial gravitatoria.
Pregunta 3: Juan piensa que él tendrá 380 kJ de energía cinética cuando
llegue deslizándose en sus esquíes a la parte de debajo de la montaña. ¿Es
correcto?
Respuesta: No, tendrá menos de 380 kJ ya que una parte de su energía
potencial gravitatoria se trasformará en calor (rozamiento) y en sonido y otra
parte en deformar la nieve por donde deslizan los esquís.
Ejemplo 2
¿Qué energía cinética tendrá un cuerpo de 20 kg de masa cuando lleva una
velocidad de 54 km/h?
Solución:
Tenemos que expresar la velocidad en unidades del SI:
Ahora, ya podemos calcular la energía cinética mediante la ecuación:
Ejemplo 3
Calcular la energía potencial gravitatoria que tiene la bola de la figura
respecto del suelo.
Solución:
Para calcular la energía potencial gravitatoria tenemos que conocer el valor
de la aceleración de la gravedad g, además de la masa de la bola y su
altura respecto del suelo.
Aplicamos la ecuación de la energía potencial gravitatoria y sustituimos los
datos del problema:
Ejemplo 4
¿A qué altura se encontrará del suelo la bola de la figura anterior (m = 8 kg)
cuando su energía potencial gravitatoria valga 288 J? Tomar g = 10 m/s2
Solución:
De la ecuación de la energía potencial gravitatoria:
Despejamos la altura y sustituimos:
Explicación:
T bien di XD