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Velocidad al chocar contra el suelo de un cuerpo lanzado hacia abajo (6624)
Desde una altura de 560 m se lanza verticalmente hacia abajo un cuerpo de masa 50 kg con velocidad de 240 m/s. Calcula, usando consideraciones energéticas, la velocidad del cuerpo al impactar contra el suelo. Usa el valor
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Conservación de la energía en un sistema de un bloque que choca contra un resorte (6623)
Un bloque de masa 5 kg se desliza, sobre una superficie horizontal sin rozamiento, con una velocidad de 15 m/s en el momento que choca con un resorte, comprimiéndolo y variando su rapidez a 10 m/s. La constante de elasticidad del resorte es de 500 N/m. Calcula, usando consideraciones energéticas, la deformación del resorte.
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Ampliación: transformación y conservación de la energía en montaña rusa (6610)
Desde la máxima altura de una montaña rusa (90 m), se desliza un carro que pesa 1 200 N. Mientras desciende se transforma el
de la energía potencial en energía calórica debido al rozamiento y ha avanzado 40 m horizontalmente cuando llega a la parte más baja de la montaña rusa. Debido a la construcción de la montaña rusa el carro se desliza horizontalmente durante 30 m, transformando en esa distancia el
de la energía cinética con la que había llegado a la parte más baja en energía calórica. Debido a la energía cinética que aún posee el carro, y a la construcción de la montaña rusa, inicia un ascenso recorriendo 67 m hasta llegar a la parte más alta de su segunda joroba, pero durante el ascenso, y debido al rozamiento, el
de la energía cinética con la cual partió en la parte baja del ascenso se transforma en energía calórica. Debido a la energía potencial que posee y a la construcción de la montaña rusa, el carro inicia un segundo descenso donde recorre 54 m, transformando en energía calorífica el
de la energía potencial cuando llega el carro a la parte más baja de la montaña rusa. Debido a la energía cinética que aún posee el carro, inicia un segundo trazado horizontal de 30 m, donde, debido al rozamiento, el
de la energía cinética con la que inició su segundo trazado horizontal se transforma en energía calórica y debido a la energía cinética que aún posee el carro, el carro inicia un segundo ascenso de 45 m donde el
de la energía cinética se transforma en calor, llegando a la parte más alta de la tercera joroba. El carro comienza un tercer descenso de 37 m debido a su energía potencial durante el que transforma en calor el
al llegar a la parte más baja de la montaña rusa, donde hace su último recorrido horizontal de 50 m hasta detenerse.
Teniendo en cuenta la situación planteada efectúa:
1. El grafico s-t correspondiente.
2. Las diferentes transformaciones de energía que se producen.
3. La desaceleración del carro en el último trayecto horizontal.
4. La altura de las jorobas de la montaña rusa.
5. La velocidad del carro al inicio y al final de los tres recorridos horizontales.
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Condición para que un péndulo gire completamente al topar con una clavija (6577)
Un péndulo, que consta de una cuerda ligera de longitud L y una esfera pequeña, se balancean en el plano vertical. La cuerda golpea una clavija ubicada a una distancia d bajo el punto de suspensión, como se puede ver en la figura. Demuestra que si el péndulo se libera desde la posición horizontal (
) y se balancea en un círculo completo con centro de la clavija, el valor mínimo de d debe ser 3L/5.
Conservación energía
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Conservación de la energía mecánica en un cuerpo que cae por un plano inclinado (6569)
Un cuerpo de 4 kg cae desde una altura de 40 m por un plano inclinado
con respecto a la horizontal. Si no existe rozamiento, calcula:
a) La energía mecánica del cuerpo en el instante inicial.
b) La velocidad del cuerpo a una altura de 10 m.
c) La velocidad del cuerpo al llegar al suelo.
d) Supongamos que hay rozamiento y que la velocidad al llegar al suelo es de 22 m/s ¿qué cantidad de energía se ha disipado por rozamiento?