Se deja caer libremente una pelota de tenis de 60 g de masa desde una altura de 1,5 m, partiendo del reposo. a) Calcula su energía mecánica antes de ser soltada. b) Calcula, aplicando el principio de conservación, la energía cinética de la pelota al alcanzar el suelo. c) ¿Con qué velocidad llega la pelota de tenis al suelo? Realiza el cálculo de dos formas distintas.
Respuestas a la pregunta
Sabiendo que se deja caer libremente de una pelota de tenis de 60 g de masa desde una altura igual a 1.5 m, tenemos:
- La energía mecánica de la pelota antes de ser soltada es de 0.9 J.
- La energía cinética de la pelota cuando llega al suelo es de 0.9 J.
- La pelota llega al suelo con una velocidad de 5.47 m/s.
¿Qué es la energía mecánica?
La energía mecánica de un sistema en particular viene siendo la suma de su energía cinética y potencial, es decir:
- Energía mecánica = Energía cinética + Energía potencial
Resolución del problema
- Cálculo de la energía mecánica antes de soltar la pelota
Procedemos a buscar la energía mecánica antes de soltar la pelota, tal que:
Em = Ep + Ec
Como la pelota antes de ser soltada tiene una velocidad nula, entonces no tiene energía cinética, sino solamente energía potencial:
Em = Ep + 0 J
Em = m·g·h
Em = (0.06 g)·(10 m/s²)·(1.5 m)
Em = 0.9 J
- Energía cinética del cuerpo al alcanzar el suelo
Debido al principio de conversación de la energía, la energía mecánica se conserva. Cuando la pelota llega al suelo, esta no tiene energía potencial (no hay una diferencia de altura), solamente tiene energía cinética que viene siendo:
Ec + 0 J = Em
Ec = Em
Ec = 0.9 J
- Cálculo de la velocidad con que la pelota llega al suelo
- Primer método: Podemos encontrar la velocidad a partir de la energía cinética, entonces:
Ec = 0.9 J
(1/2)·m·V² = 0.9 J
(1/2)·(0.06 kg)·V² = 0.9 J
V² = 30 m²/s²
V = √(30 m²/s²)
V = 5.47 m/s
- Segundo método: Podemos encontrar la velocidad utilizando una ecuación asociada con el movimiento de caída libre, entonces:
Vf = √(2·g·h)
Vf = √(2 · 10 m/s² · 1.5 m)
Vf = 5.47 m/s
Mira más sobre la energía mecánica en https://brainly.lat/tarea/3797946.
Mira más sobre la caída libre en https://brainly.lat/tarea/12288369.
#SPJ1
