Una pelota de masa m=4.00kg se deja caer libremente desde el reposo desde una altura h=20m sobre el suelo a) la energía potencial B) la energía cinética y c) su energía total a partir del punto de caída y cada 10.0m de su recorrido hasta tocar el piso
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
La energía mecánica (Em) de un cuerpo es la suma de su energía cinética y la energía potencial.
La energía potencial (Ep) es la que poseen los cuerpos en función de su altura en relación al suelo. Es el resultado de multiplicar su masa (m) por la altura del cuerpo (h) y por la fuerza de la gravedad (g): Ep = m·g·h
La energía cinética (Ec) es la que poseen los cuerpos en función de su velocidad. Es es igual al producto de la masa (m) por la velocidad (v) al cuadrado y dividido todo por dos: Ec= m·v²/2
Expresamos las unidades de cada magnitud en el sistema internacional: Ep y Ec en julios, m en kg, h en metros, g en m/s² (que es una constante, y en el planeta Tierra es igual a 9,8) y v en m/s.
En nuestra tarea: m = 4 kg y h = 20 m
a) En el punto más alto, con el cuerpo en reposo:
Ep = m·g·h = 4 · 9,8 · 20 = 784 J
Ec = m·v²/2 = 4 · 0 / 2 = 0 J
Em = Ep + Ec = 784 + 0 = 784 J
b) A 10 metros de altura:
Ep = m·g·h = 4 · 9,8 · 10 = 392 J
La diferencia con la Ep inicial a 20 metros se ha transformado en Ec, con lo cual: Ec = Ep20 - Ep10 = 784 - 392 = 392 J
Em = 392 +392 = 784 J
c) En el instante antes de tocar el suelo:
Ep = m·g·h = 4 · 9,8 · 0 = 0 J
Toda la Ep inicial se ha transformado en Ec, con lo cual: Ec = Ep20 = 784 J
Em = 0 + 784 = 784 J