Un joven necesita subir un tanque por una rampa como se muestra en la figura. La rampa tiene una inclinación de 30° y una longitud de 20 metros además el tanque tiene una masa de 50kg.
a. ¿Cuál sería la energía potencial del cilindro en la parte alta de la rampa?
b. ¿Cuál sería la energía potencial en la mitad de la rampa?
c. ¿Qué trabajo se realiza al llevar al cilindro hasta la parte alta de la rampa?
Respuestas a la pregunta
El valor de la energía potencial cuando ha llegado a la parte más alta y cuando ha recorrido solo la mitad de la rampa es de :
Ep =4900J
Ep = 2450J
El trabajo efectuado para subir el tanque es de
W = 4900J
¿Qué es la energía mecánica?
Es la capacidad que tiene un cuerpo o un sistema para producir un trabajo manifestado en forma de movimiento, luz , calor o cualquier interacción física que realiza cambios en un sistema.
Si sabemos que la longitud de la rampa es de 20 metros, para saber la energía potencial en la parte mas alta deberemos determinar la altura de la misma, para ello usamos la razón trigonométrica del seno:
Sen∅ = CO/H = Altura/Longitud
Sen30° = Altura / 20m
Altura = 20mSen30°
Altura = 10m
La energía potencial se determina con la siguiente ecuación:
Ep = mgh
Parte más alta
Ep = 50kg * 9.8m/s² * 10m
Ep =4900J
Parte media longitud
Sen30° = Altura / 10m
Altura = 10mSen30°
Altura = 5m
Ep = 50kg * 9.8m/s² * 5m
Ep = 2450J
¿Qué es el trabajo mecánico?
El trabajo mecánico es la relación que hay entre la aplicación de una fuerza por un determinado desplazamiento, esta relación se iguala a la variación de energía mecánica en el estudio de la dinámica y cinemática de cuerpos.
La ecuación del trabajo viene dada por
W = FdCos∅
F = mgSen30°
F = 50kg*9.8m/s²Sen30°
F = 245 N
W= 245N*20mCos0°
W = 4900J
Aprende más sobre energía mecánica y trabajo en:
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