NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Trabajo y energía)
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Adicional NMS 21* - Se lanza una piedra de 20 N verticalmente hacia arriba desde el suelo. Se
observa que, cuando está 15 m sobre el suelo, viaja a 25 m/s hacia arriba.
Determinar: a) su rapidez en el momento
de ser lanzada y b) su altura máxima. |
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Este ejercicio es muy sencillo, de lo más básico en energía mecánica. Debería figurar primero en mi lista de ejercicios... pero ya sabés... basé mi trabajo en la guía de ejercicios de mi curso. Bueno, acá está.
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Tenemos tres posiciones -o eventos- interesantes: El piso (cuando la piedra es lanzada), en punto intermedio a 15 m de altura, y la llegada a la altura máxima. Vamos a llamarlos A, B, y C.
Como no hay que esperar pérdidas de energía por rozamiento con el aire (si así no fuera el enunciado debería indicarlo) vamos a admitir que la energía mecánica en los tres puntos es la misma:
EMA = EMB = EMC
Trabajémoslos de a dos, que es el modo en que hay que tratar los cambios de energía. Comencemos con los puntos A y B. Como la energía mecánica es suma de la cinética y la potencial... |
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EMA = ECA + EPA
EMA = ½ m vA² + m g hA
Tomemos el cero de alturas en la posición A y recordemos que un cuerpo de 20 N de peso tiene una masa de 2 kg. Entonces:
EMA = ½ 2 kg vA²
En el punto B:
EMB = ½ m vB² + m g hB
EMB = ½ 2 kg (25 m/s)² + 2 kg 10 m/s² 15 m
No calculo esa energía... no me la piden. Lo que hago es igualar la de A con la de B...
½ 2 kg vA² = ½ 2 kg (25 m/s)² + 2 kg 10 m/s² 15 m
despejo vA y la calculo: |
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Lo mismo hacemos con C.
EMC = ½ m vC² + m g hC
Si realmente es la altura máxima... su velocidad en ese punto se hace cero. Vuelvo a igualar con B...
m g hC = ½ m vB² + m g hB
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Fijate que elegí comparar con B nuevamente, en lugar de comparar con A. En la medida de lo posible siempre elegimos no utilizar datos que hayamos encontrado durante la resolución, sí -en cambio- aquellos aportados por el enunciado. El motivo es que si me hubiese equivocado en la primera instancia, trasladaría el error a la segunda. |
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| *Este ejercicio pertenece a la guía de problemas de Física, Tomo 1, Serway. |
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| DESAFIO: En el enunciado sobra un dato, ¿cuál es? |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización abr-13. Buenos Aires, Argentina. |
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