Question

50. Un objeto de 3 kg de peso es llevado a una altura de 100 m. ¿Cuál será su energia potencial en dicho punto? I(g=9.8 m/seg] ^2) ​

Answer 1

La energía potencial del objeto en tal punto es de 2940 Joules

Energía Potencial Gravitatoria

La energía potencial está relacionada a la posición que tienen los cuerpos

Por tanto la energía potencial es aquella que poseen los cuerpos por el hecho de encontrarse en una determinada posición. Donde esta energía depende de la altura, de la masa del cuerpo y de la aceleración que produce el campo gravitacional donde se encuentra el 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

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

Datos

$\bold{m = 3 \ kg}$

$\bold{h = 100 \ m}$

La fórmula de la energía potencial gravitatoria está dada por:

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

Donde

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

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

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

Establecemos como sistema de referencia el plano del suelo, luego como el objeto cuya masa es de 3 kilogramos está ubicado a 100 metros de altura por encima del suelo -el cual es el sistema de referencia elegido- efectivamente posee energía potencial gravitatoria

Ver gráfico adjunto

Determinamos la energía potencial del objeto para la altura a la que fue llevado

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

$\large\textsf{Consideramos un valor de gravedad de }\bold{9.8 \ \frac{m}{s^{2} } }$

$\large\textsf{Reemplazamos valores y resolvemos }$

$\boxed{ \bold{ E_{p} = \ (3 \ kg)\ . \ \left(9.8 \ \frac{m}{s^{2}} \right ) \ . \ ( 100\ m) }}$

$\boxed{ \bold{ E_{p} = 2940 \ \ kg \ . \ \frac{m^{2} }{s^{2} } }}$

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

$\large\boxed{ \bold{ E_{p} = 2940 \ Joules }}$

La energía potencial gravitatoria del objeto llevado a 100 metros de altura es de 2940 Joules

En el caso eventual que el objeto estuviese ubicado 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 el objeto 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

Answer 2

La energía potencial del objeto de 3kg a 100 m de altura es:  2943 J.

Datos

Masa= m= 3 kg

Altura= h= 100 m

g= 9.81 m/s²

Energía potencial

La energía potencial es aquel tipo de energía que se le asocia a un objeto que se encuentra a una determinada altura.

Esto implica que a mayor altura a la cual se lleva un cuerpo, mayor será la energía potencial que se le asocia

Ep= masa* gravedad* altura

Reemplazando los datos:

Ep= 3 kg * 9.81 m/s²* 100 m

Ep= 2943 J

Por lo tanto, la energía potencial será de 2943 J.

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