. En una práctica realizada en el laboratorio de Física de la UNAD, se debe analizar los conceptos de energía cinética y potencial de un sistema, para ello se lanza un balón de m (d1) kg de masa verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de v (d2) m/s, y se solicita determinar: A. la energía cinética después de t s (d3) segundos. B. El valor de la energía potencial en su altura máxima. !
Respuestas
Respuesta:
La energía cinemática viene dada por la ecuación:
Ec = (1/2)·m·v² (1)
Donde:
m= Masa
v = velocidad
Ec = Energia cinematica
Por otra parte la energía potencia depende de la altura y viene dada por:
Ep = m·g· h (2)
Donde:
Ep = energía potencia.
m= masa.
h= altura.
g = contaste de gravedad (9,8 m/s²).
Pregunta a)
Teniendo la velocidad inicial podemos calcular la velocidad final con la ecuación de movimiento vertical.
Vf = Vi + g· t (3)
Vf = (d2)+ (9.8 m/s2)·(d3)
Con esto calculamos la energía cinemática.
Ec = (1/2)·(d1)·[(d2)+(9.8 m/s2)·(d3)] (m/s)
Pregunta b)
La energía potencial máxima seria:
Ep = m·g·hmáx (J)
A. Ec =d1 * ( d2 - g* d3 )²/2 Joule
B. Ep = d1 * d2²/2 Joule
La energía cinética y la energía potencial se calculan mediante las respectivas fórmulas, mostradas a continuación, y las fórmulas de lanzamiento vertical hacia arriba de velocidad final y altura máxima de la siguiente manera :
m = d1 Kg
Vo= d2 m/seg
A. Ec=?
t= d3 seg
B. Ep=?
h = hmax
A) Fórmula de la energía cinética :
Ec = m* V²/2
Vf= Vo - g * t a los t = d3 seg
Vf = d2 m/seg - g* d3 seg
Vf = d2 - g* t
Ec = d1 Kg * ( d2 m/seg - g * d3 seg )²/2
Ec= d1 * ( d2 - g* d3 )²/2 Joule siendo g = 9.8 m/seg2
B) Fórmula de la Energía potencial :
Ep = m* g * h
h= hmax = Vo²/ 2g
hmax = ( d2 m/seg )²/ 2*g = d2²/2g m
Ep = d1 Kg * g * d2²/2*g m siendo g = 9.8 m/seg2
Ep = d1 * d2²/2 Joule
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Se adjunta el diagrama del movimiento del balón.
