Question

Una piedra de 100 g de masa se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 72 km/h. Calcula:

a) Las energías cinética y potencial de la piedra un segundo después de ser lanzada.

b) Las energías cinética y potencial de la piedra cuando se encuentra a 20 m de altura.

c) Comprueba que se cumple el teorema de conservación de la energía mecánica.

Answer 1

Para empezar: 72 km/h = 20 m/s

a) Necesitamos la altura y la velocidad después de 1 s.

h = 20 m/s . 1 s - 1/2 . 9,80 m/s² (1 s)² = 15,1 m

V = 20 m/s - 9,80 m/s² . 1 s = 10,2 m/s

Ec = 1/2 . 0,100 kg (10,2 m/s)² = 5,2 J

Ep = 0,100 kg . 9,80 m/s² . 15,1 m = 14 J

b) Velocidad a los 20 m de altura:

V = √[(20 m/s)² - 2 . 9,80 m/s² . 20 m] = 2,83 m/s

Ec = 1/2 . 0,100 kg . (2,83 m/s)² = 0,4 J

Ep = 0,100 kg . 9,80 m/s² . 20 m = 19,6 J

c) Usamos los datos hallados en b

Em = Ec + Ep = 0,4 + 19,6 = 20 j

La energía mecánica es igual a la energía cinética inicial.

Em = 1/2 . 0,100 kg (20 m/s)² = 20 J

Saludos Herminio