cual es la energia cinetica de un balon que pesa 5 kilos en una altura de 8 metros y tiene una energia mecanica de 120 joules
Respuestas a la pregunta
Respuesta: Aunque no existe una definición formal de energía, a este nivel la podemos entender
simplemente como la capacidad de un sistema para efectuar trabajo mecánico. Luego, en el
Sistema Internacional se mide en Joule, aunque existen otras unidades tales como el ergio
(sistema cgs), el btu (sistema inglés) o la caloría (usada en los alimentos).
Distinguiremos dos tipos de energía: la cinética (un cuerpo en movimiento puede trabajar,
por ejemplo, chocando a otro) y la potencial gravitatoria (si un cuerpo se suelta desde
cierta altura se produce el trabajo de la fuerza peso). La suma de ambas será la energía
mecánica.
ENERGÍA CINÉTICA (EC)
La energía cinética de un cuerpo que se está desplazando es la siguiente:
Siendo m la masa del cuerpo, y v su velocidad.
De esta definición se concluye que la energía cinética de un cuerpo es siempre positiva, o
nula y directamente proporcional al cuadrado de la velocidad. De acuerdo a lo último, la
representación gráfica de la energía cinética en función de la velocidad corresponde a una
parábola que parte del origen, como muestra la figura 1.
Teorema del Trabajo y la Energía: el trabajo neto (realizado por la fuerza neta) hecho
sobre un objeto, es igual al cambio en su energía cinética, y esto se representa mediante la
siguiente ecuación
Nota: La expresión anterior es siempre válida, o sea, es aplicable en cualquier sistema.
C U R S O: FÍSICA MENCIÓN
MATERIAL: FM-14
EC =
1
2
m · v2
EC
v fig. 1
WNETO = EC (final) – EC (inicial) WNETO = ∆EC
2
ENERGÍA POTENCIAL (EP)
Existen varios tipos de energías potenciales. Una energía se dice potencial si depende de la
posición (lo que no sucede en el caso de la energía cinética), tales como la energía potencial
gravitatoria o la energía potencial elástica, por nombrar algunas.
En particular, la energía potencial gravitacional (EP) (que llamaremos simplemente
energía potencial), tiene relación con la posición en un campo gravitacional que tiene un
cuerpo respecto a un punto de referencia. Se calcula mediante la relación:
Donde m es la masa del cuerpo, g es el módulo de la aceleración de gravedad y h es la
altura con respecto a un punto de referencia, generalmente el suelo.
Dependiendo de la posición donde esté ubicado, la energía potencial puede ser positiva,
negativa o nula. Si en la figura 2 se toma como nivel de referencia el punto A, entonces se
cumple que la energía potencial en los puntos A, B y C es:
De la definición se puede afirmar que la energía potencial gravitacional es directamente
proporcional con la altura h. Luego, la gráfica de la energía potencial en función de la altura
corresponde a una recta que pasa por el origen, como muestra la figura 3.
EP = m · g · h
A
B
Ep > 0
Ep < 0
Ep = 0
C
fig. 2
EP
fig. 3
h
3
Relación entre la energía potencial y el trabajo hecho por la fuerza peso
La figura 4 nos permite analizar el trabajo realizado por la fuerza peso para trasladar el
cuerpo desde la posición 1 hasta la posición 2.
Nuevamente podemos expresar el trabajo como variación de energía
Para expresarlo como un ∆E debemos anteponer el signo menos y así nos queda
WPESO = -(EP (final) – EP(inicial))
Nota: esta expresión representa el trabajo hecho por la fuerza peso para bajar o subir un
cuerpo. Como es una fuerza vertical, sólo considera el desplazamiento vertical.
Explicación:
Respuesta:
Explicación:
Em = Ec + Ep
datos:
m = 5kg
h = 8m
g = 9.81 m/s^2
Ep = mgh
Ep = 5*9.81*8
Ep = 392.4 J
Ec = Em - Ep
Ec = 120 - 392.4
Ec = - 272.4 J