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Metros caídos por un cuerpo sabiendo su variación de la energía potencial (6356)

F_y_Q — 2020-03-23T11:31:19Z

Un cuerpo de masa 12.5 kg que cae libremente, varía su energía potencial en 980 J. ¿Cuántos metros ha recorrido en su caída?

Como conoces la variación de la energía potencial y es proporcional a la variación de su altura, solo tienes que despejar y calcular:

Trabajo realizado por un atleta que levanta una masa (6334)

F_y_Q — 2020-03-18T12:30:01Z

Calcula el trabajo que realiza un atleta olímpico al levantar verticalmente, a una altura de 1.50 m, una masa de 175 kg.

La fuerza que debe vencer el atleta es el peso asociado a la masa que levanta. La distancia durante la que aplica la fuerza es la altura a la que la levanta. Si aplicas la definición del trabajo:

Energía cinética de un corredor y variación al cambiar la velocidad (6312)

F_y_Q — 2020-03-02T05:26:42Z

Calcula la energía cinética en estas situaciones:

a) Un corredor de 55 kg de masa que tarda 10 s en recorrer 120 m.

b) Si el mismo corredor recorre 240 m en el mismo tiempo, ¿será su energía cinética el doble?

a) Para poder calcular la energía cinética del corredor necesitas calcular antes su velocidad:

Su energía cinética es:

b) Al recorrer el doble de distancia en el mismo tiempo, la velocidad del corredor es el doble. Como la energía cinética depende del cuadrado de la velocidad, su nueva energía cinética es cuatro veces mayor que la anterior.

Lo puedes comprobar de manera muy simple:

Daños que se producen en una colisión de vehículos con y sin deformación (6310)

F_y_Q — 2020-02-28T07:34:43Z

En un accidente chocan dos vehículos a igual velocidad de 120 km/h. Uno de los coches tiene una chapa muy resistente y no se deforma, mientras que el otro solo tiene reforzado el habitáculo del conductor pero su chasis queda completamente deformado. ¿Cuál de las dos personas accidentadas sufrirá más daños? Justifica la respuesta.

La persona que marcha en el vehículo que no se deforma será la que sufra más daños.

Esto se debe a que la energía cinética inicial de los vehículos, aunque es la misma, no se transforma de la misma manera. En el coche que no se deforma, la energía cinética inicial se transfiere casi íntegra a la persona que lo conduce, mientras que en el coche que se deforma gran parte de esa energía cinética inicial se degrada en forma de trabajo para la deformación de la carrocería. De este modo, la energía que se transfiere a la persona que conduce es menor.

Energía cinética de un automóvil en ergios (5818)

F_y_Q — 2019-10-02T07:08:55Z

¿Cuál es la energía cinética de un automóvil que lleva una velocidad de 140 kilómetros por hora con una masa de 275 kilogramos? Expresa el resultado en ergios.

Los ergios se obtienen cuando trabajas en el sistema de unidades CGS, en el que la longitud se mide en cm, la masa en g y el tiempo en s. Haces las conversiones de unidades:

La energía cinética será:

Altura a la que se eleva un cuerpo para que su energía sea 5000 julios (5804)

F_y_Q — 2019-09-29T10:02:46Z

¿A que altura habrá sido levantado un cuerpo que pesa 10 kp, si el trabajo empleado fue de 5 000 julios?

Para poder hacer el problema debes hacer la conversión del dato del peso, que es una fuerza, a newton:

Si la energía depende de la altura a la que está el cuerpo, se trata de energía potencial gravitatoria. Despejas el valor de la altura y calculas:

Energía necesaria para que un cuerpo se mueva a una velocidad dada (5799)

F_y_Q — 2019-09-29T06:38:09Z

Halla la energía necesaria para que un cuerpo de una tonelada adquiera una velocidad de 200 000 km/s.

La energía que se transfiera al cuerpo será para que la almacene en forma de energía cinética. Debes hacer los cambios de unidades oportunos para trabajar en el Sistema Internacional:

La energía cinética del cuerpo será:

Altura máxima de un proyectil de juguete y energía potencial en ese punto (5786)

F_y_Q — 2019-09-27T06:43:50Z

Utilizando una pistola de resorte un niño dispara un proyectil en forma de esfera de 50 g con una rapidez de verticalmente y hacia arriba. ¿Cuánta energía potencial posee en el instante que llega a su altura máxima? ¿Cuál será su altura máxima?

Dato:

Puedes saber cuál es la energía cinética del proyectil al salir del juguete y, aplicando el principio de conservación de la energía, será la misma que la energía potencial al llegar a la altura máxima:

La altura máxima que alcanza será:

Energía potencial elástica de un resorte (5784)

F_y_Q — 2019-09-26T18:48:08Z

Calcula la energía potencial elástica de un resorte sabiendo que su constante elástica es y que se ha estirado 46 cm desde su longitud natural.

La energía potencial elástica depende de la elongación y de la constante elástica de la forma:

Velocidad de caída de varios objetos con masas distintas (5664)

F_y_Q — 2019-09-02T07:52:00Z

Se dejan caer desde un punto elevado, preferentemente en un lugar cerrado para evitar corrientes de aire, varios objetos; un trozo de piedra de kg, un trozo de madera de 2.50 g y un trozo de hierro de 1 kg. ¿Qué objeto llegará antes al suelo o caerán todos al mismo tiempo? Razona tu respuesta.

En ausencia de rozamiento, o siendo todos los objetos del mismo tamaño y forma y sufriendo un rozamiento muy similar, caerán a la vez porque la velocidad de caída no depende de la masa del objeto.

Si la energía se conserva, la energía potencial gravitatoria de los objetos en el punto alto tendría que ser la misma que la energía cinética cuando lleguen al suelo:

Como se puede ver, la velocidad con la que llegan al suelo NO DEPENDE de la masa de cada objeto, por lo que llegarán al suelo al mismo tiempo.