Una estudiante observa la construcción de un edificio nuevo para el colegio y mira a un obrero que lanza, cada vez, un ladrillo desde el primer piso, mientras que otro lo recibe justo a 3,0 m de altura, como se muestra en la siguiente figura. Si la estudiante sabe que la energía potencial depende de la altura y de la masa del objeto y de repente observa que mientras el obrero se mantiene sosteniendo el ladrillo II a una altura de 1,0 m respecto al piso, el otro obrero deja caer el ladrillo I, ¿qué altura tiene que descender el ladrillo I para que ambos ladrillos tengan la misma energía potencial?A. 2,0 m.B. 1,5 m.C. 1,0 m.D. 3,0 m.
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Respuesta:
A. 2 metros
Explicación:
Tenemos que la energía potencial es una relación entre la masa, la gravedad y la altura, entonces:
Ep = m·g·h
Buscamos la energía potencial del ladrillo más alto, tenemos que:
Ep = m·(9.8m/s)²·(3m)
Ep = 29.4 J/kg
Ahora, buscamos la energía potencial del otro ladrillo, tenemos:
Ep = m·(9.8m/s²)·(1m)
Ep = 9.8 J/kg
Por tanto, sabemos que el de mayor energía potencia debe igualar al de menor, es decir, se debe reducir cierta cantidad:
Ep = 29.4 J/kg - 9.8 J/kg
Ep = 19.6 J/kg
Buscamos la altura para esa energía:
19.6 J/kg = m·(9.8m/s)²·h
h = 2 m
Para que tengan la misma energía potencial, el primer ladrillo debe bajar 2 metros.
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