Question

Un niño se desliza sobre su patineta en una pista especial curva. Arranca desde la parte más alta 5,0 m de la pista y llega al nivel más baja con una velocidad de 5 m/s. ¿Qué trabajo efectuó la fuerza de fricción sobre él? El niño y su patineta pesan 42 kg.

Answer 1

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Nivel intermedio

Primero debemos observar los datos que tenemos:

• El desplazamiento del niño desde la parte más alta hasta llegar al suelo es de 5 metros.
• Llega al suelo con una velocidad de 5 m/s.
• El niño y si patineta pesan 42 kg.

Ahora debemos recordar el principio de conservación de energía. La energía en el punto más alto es igual a la del punto más bajo, pero como hay rozamiento, parte de la energía se pierde transformada en energía térmica. Con esto podemos decir lo siguiente.

$E_A = E_B + W_r$

• Ea: Energía en el punto más alto.
• Eb: Energía en el punto más bajo.
• Wr: Trabajo de rozamiento (energía perdida).

Calculamos energía en el punto más alto.

$E_A = Ec_A + Ep_A = \frac{m \times v^2}{2} + m \times g \times h = \frac{42 \times 0^{2} }{2} + 42 \times 9.8 \times 5 = 2058\ J$

Calculamos energía en el punto más bajo:

$E_B = Ec_B + Ep_B = \frac{m \times v^2}{2} + m \times g \times h =  \frac{42 \times 5^{2} }{2} + 42 \times 9.8 \times 0 = 525 \: J</p><p>$

Volvemos a la fórmula de conservación de energía:

$2058 = 525 + W_r \Rightarrow W_r = 2058 - 525 = 1533 \ J$