Cuando supere la cima, y comience a descender por el otro lado, buena parte de la energía potencial que ganó el carro en el ascenso, se transfor - mará en energía cinética. Detrás de ese divertido (o angustioso) proceso, está el principio de conservación de la energía.Aquí vienen las sugerencias (orientaciones) para encarar la resolución de los problemas. Esperemos que no las necesite.
También presentamos las soluciones para que pueda verificar sus respuestas. Esperemos que coincidan.
SUGERENCIAS:
Ejercicio 1:
Piense en las energías potenciales elástica y gravitatoria ¿en qué situaciones están presentes estas energías?
Piense en que debe ocurrir para que haya energía cinética.
Ejercicio 2:
Tenga en cuenta las variables de las cuales dependen las diferentes energías. Recuerde que la energía mecánica es la suma de potencial y cinética
Ejercicios 3:
a y b)Piense que el movimiento es similar al de un péndulo y trate de hacer un análisis energético similar.
c) Tenga en cuenta en qué condiciones se conserva la energía mecánica
Ejercicio 4:
Recuerde las fórmulas que permiten calcular cada una de las energías
SOLUCIONES:
Ejercicio 1:
La esfera se encuentra quieta sobre el resorte comprimido. Al liberar el resorte la energía acumulada como energía potencial elástica en el resorte se transforma en energía de movimiento de la esfera. Además, como la esfera es lanzada hacia arriba la energía cinética se va transformando en energía potencial gravitacional.
Ejercicio 2:
a) Sí, su energía potencial aumenta porque es proporcional a la altura y el auto va subiendo por la cuesta.
b) No. El auto se mueve con velocidad constante y por lo tanto la EC que depende de la masa y la velocidad no cambia.
c) Sí. La EM es la suma de EP y EC y como EP aumenta y EC no cambia la suma se va incrementando.
Ejercicio 3:
a) La energía potencial será máxima en los extremos del recorrido (atrás y adelante). En esos lugares está a mayor distancia del suelo. Por otro lado en esos puntos la hamaca se frena (v = 0) y no hay energía cinética.
b) Al pasar por el punto medio del recorrido. Allí es cuando la energía potencial alcanza su valor más bajo y, al ser el punto de mayor velocidad, la EC toma el valor más alto.
c) No. En la situación real de un chico hamacándose aparecen fuerzas de rozamiento. Estas fuerzas disipativas impiden que la energía mecánica se conserve.
Ejercicio 4:
a) Antes de ser soltada EC = 0 , EP = 0,6 kg . 10 m/s2 . 4 m = 24 Joule y EM = EC + EP = 24 Joule
b) Justo antes de chocar: EP = 0 , EM = 24 Joule (la energía mecánica se conserva) y entonces EC = 24 J
c) La cuarta parte de 24 Joules es 6 Joules
d) La máxima altura después de picar una vez corresponde a la máxima energía potencial que adquiere la pelota. En este caso como a la pelota le quedan 18 J ( 24 -8) la altura máxima será h = EP / m . g (esta expresión resulta de despejar la altura en la fórmula de EP).
Reemplazando los datos resulta h = 18 Joules / 0,6 kg . 10 m/s2 = 3 m
Espero que los ejercicios le hayan provocado sensaciones parecidas a una montaña rusa: un poco de vértigo, algunos gritos ... y mucha diversión
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