Un joven skater de 55kg se desplaza en una pista desde el punto A hasta el punto B como se muestra en la figura. a) ¿Qué Ec tiene en el punto A? b) ¿Qué Ec tendrá en el punto B? c) ¿Qué trabajo realiza al impulsarse con el pie para desplazarse? d) ¿Qué distancia habrá recorrido si ejerció una fuerza de F= 200N con el pie para impulsarse?
Respuestas a la pregunta
El movimiento de un Skater sobre un half pipe (una suerte de pista en forma de “U” donde realizan sus acrobacias los skaters) se relaciona a un principio de la física llamado “Principio de la conservación de la energía mecánica”.
Ahora, se entiende por energía mecánica (Em) a una magnitud que depende de la suma de la energía potencial (Ep) y la energía cinética (Ec) de un cuerpo durante un movimiento:
Em = Ec + Ep
La energía cinética, por su parte, depende de la velocidad del movimiento de un cuerpo y de su masa , siendo su expresión:
Ec = m x v² / 2
La energía potencial depende de la influencia que ejerce la fuerza de gravedad sobre un cuerpo, y estará en función de la posición y altura de ese cuerpo (a mayor altura, mayor energía potencial):
Ep = m x g x h
Ahora, las energías antes referidas tendrán un comportamiento determinado durante el movimiento que se plantea. Analizando lo planteado:
1. En un primer momento el skater se desliza SIN IMPULSO desde el borde del half pipe. Aquí en este momento tendremos que:
a) Energía cinética: al estar en reposo no habrá impulso, y la velocidad inicial será 0, al igual el valor de la energía cinética será 0.
b) Energía potencial, al encontrarse acierta altura y estar en función de la gravedad, tendrá un valor máximo al inicio.
c) La energía mecánica será en este momento igual a la energía potencial. Em = Ep
2. Durante el descenso y en la parte más baja:
a) La energía cinética experimentará un aumento progresivo, que será máximo al momento de llegar a la parte más baja del half pipe, mientras que,
b) La energía potencial disminuirá, en la medida en que disminuye la altura, encontrándose su valor en 0 (Ep = 0) cuando la Ec haya alcanzado el máximo de su valor. Es decir, en el punto más bajo de la pista.
c) La energía mecánica posee la cualidad de que, si no existe roce en el half pipe, va a conservar el mismo valor, ya que la Ep disminuirá proporcionalmente al aumento de la Ec. En el “piso” de la pista: Em = Ec.
Lo que sucederá a continuación es que con el impulso que trae el patinador, ascenderá al otro extremo del half pipe, y al ganar altura, irá aumentando la Ep, y disminuyendo la Ec.
Ahora bien, en la vida real, el movimiento del oscilación de un skater sobre un half pipe irá disminuyendo de amplitud si no se aplica una fuerza al skateboard. Esto sucede porque en la realidad, la pista ejerce una fuerza de rozamiento sobre las ruedas, que i´ra disminuyendo la Ec, y con ello la Em y la Ep.
Ver más en Brainly.lat - https://brainly.lat/tarea/7202031#readmore