Física, pregunta formulada por cardonitaa, hace 1 año

Para las preguntas 4, 5 y 6 use la siguiente imagen. Tenga en cuenta lo siguiente: - Las alturas en los puntos A, B y C son, respectivamente, 15 m, 10 m y 8m. - Se tiene un carrito de 40 kg en el punto A (en reposo) y se deja rodar. - A medida que la energía potencial disminuye, su energía cinética aumenta. En este caso, lo que se pierde de energía potencial se gana en energía cinética. 4. Determine el valor de la energía cinética y potencial el punto A. 5. Determine el valor de la energía cinética y potencial el punto B. 6. Determine el valor de la energía cinética y potencial el punto C.

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Respuestas a la pregunta

Contestado por Tudiospro
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Respuesta:

En el punto A: La Energía Potencial es: 33398.4 J, y la Energía Cinética es: 23238.3 J

En el punto B: La Energía Potencial es:22961.4 J,  y la Energía Cinética es:33675.3 J

En el punto C: La Energía Potencial es: 0 J, y la Energía Cinética es: 56636.7 J

En el punto D: La Energía Potencial es: 12524.4 J, y la Energía Cinética es: 44112.3 J

En el punto E: La Energía Potencial es: 48010.2 J, y la Energía Cinética es: 8626.5 J

La altura máxima a la que llegaría el carrito, con esa Energía total que lleva es de: h = 27.13 m

Las velocidades del carrito en los puntos marcados, son respectivamente:  vA = 14.8 m/s, vB = 17.8 m/s, vC = 23.1 m/s, vD = 20.3 m/s

Para calcular la energía del carrito en los diferentes puntos usamos el principio de conservación de la energía mecánica, pues en ningún punto de su recorrido el carrito se ve expuesto a fuerzas externas ni a fuerza no conservativas:

Calculemos la energía mecánica del carrito en el punto  E:

Eme = Ece + Epe

Eme = (1/2) * m * Ve²  +  m * g * he

Eme = 0.5 * 213Kg * (9m/s)²  +  213Kg * 9.8m/s² * 23m

Eme = 8626.5 J + 48010.2 J

Eme = 56636.7 J

Entonces en el punto A, el carrito, debe tener la misma energía mecánica que en el punto E:

Ema = Eca + Epa

56636.7 J = Eca  +  m * g * ha

56636.7 J =  Eca  +  213Kg * 9.8m/s² * 16m

Eca = 56636.7 J  - 33398.4 J

Eca = 23238.3 J

Entonces en el punto B, el carrito, debe tener la misma energía mecánica que en el punto A:

Emb = Ecb + Epb

56636.7 J = Ecb  +  m * g * hb

56636.7 J =  Ecb  +  213Kg * 9.8m/s² * 11m

Ecb = 56636.7 J  -  22961.4 J

Ecb = 33675.3 J

Entonces en el punto C, el carrito, debe tener la misma energía mecánica que en el punto A:

Emc = Ecc + Epc

56636.7 J = Ecc  +  0 J

Ecc = 56636.7 J  

Entonces en el punto D, el carrito, debe tener la misma energía mecánica que en el punto A:

Emd = Ecd + Epd

56636.7 J = Ecd  +  m * g * hd

56636.7 J =  Ecd  +  213Kg * 9.8m/s² * 6m

Ecd = 56636.7 J  -  12524.4 J

Ecd = 44112.3 J

Para calcular la altura máxima a la que llegaría el carrito la despejamos de la ecuación de energía potencial pues suponemos que toda la energía cinética se transformo en potencial gravitatoria:

Ep = m* h * g

56636.7 J = 213Kg * 9.8m/s² * h

h = 27.13 m

Para calcular las velocidades, despejamos su valor de la ecuación de energía cinética de cada punto:

Eca = (1/2) * m * Va²

23238.3 J = 0.5 * 213Kg * Va²

Va = 14.8 m/s

Ecb = (1/2) * m * Vb²

33675.3 J = 0.5 * 213Kg * Vb²

Vb = 17.8 m/s

Ecc = (1/2) * m * Vc²

56636.7 J = 0.5 * 213Kg * Vc²

Vc = 23.1 m/s

Ecd = (1/2) * m * Vd²

44112.3 J = 0.5 * 213Kg * Vd²

Vd = 20.3 m/s

Explicación:

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