NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, energía mecánica)

 

Adicional NMS 35* - La energía cinética y potencial gravitatoria de una partícula de 1 kg en función de la posición están representadas en el gráfico adjunto. Entonces entre 0 m y 4 m:


a) El trabajo de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo es 0 J.
b) El trabajo de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo es +2 J.
c) El trabajo de todas la fuerza peso es -1 J.
d) El trabajo de de las fuerzas no conservativas es +3 J.
e) El trabajo de de las fuerzas no conservativas es +5 J.
f) El trabajo de la fuerza peso es +2 J.

 

* Este ejercicio formó parte del examen libre de Física del CBC tomado el 13 de diciembre de 2013. Para ver el tema de examen completo hacer click acá.
   

Perversos, malvados, traicioneros, rufianes, malandrines son los profesores de física que inventaron este ejercicio. Espero que te des cuenta de la trampa, si no, te la cuento al final. Vamos con las opciones:

a) El trabajo de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo es 0 J. FALSO. El trabajo de todas las fuerzas aplicadas no es otra cosa que el trabajo de la resultante. Y el trabajo de la resultante es igual a la variación de energía cinética:

WRes0-4 = ΔEC0-4

La energía cinética en 0 m valía 0 J, y en 4 m valía 4 J. O sea que en el período que nos interesa aumentó 4 J y no 0 J como propone la opción. Mala gente.

b) El trabajo de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo es +2 J. FALSO... ¿Querés que te lo explique de vuelta?

c) El trabajo de todas la fuerza peso es -1 J. FALSO. El trabajo de la fuerza peso es igual a menos la variación de energía potencial gravitatoria:

WPeso0-4 = ΔEP0-4

La energía potencial en 0 m valía 2 J, y en 4 m valía 1 J. O sea que en el período que nos interesa disminuyó 1 J. Luego la cantidad contraria es + 1 J, y no 1 J como propone la opción. Bellacos.

d) El trabajo de de las fuerzas no conservativas es +3 J. VERDADERO. El trabajo de las fuerzas no-conservativas es igual a la variación de la energía mecánica.

WNC0-4 = ΔEM0-4

Que a su vez, es la suma de la cinética más la potencial. De modo que en 0 m valía 2 J (0 + 2), y en 4 m valía 5 J (1 + 4). O sea que tal como propone la opción, en el período que nos interesa aumentó 3 J.

e) El trabajo de de las fuerzas no conservativas es +5 J. FALSO. Te lo acabo de explicar.

f) El trabajo de la fuerza peso es +2 J. FALSO. Te lo expliqué en el ítem c).

   
  El trabajo de de las fuerzas no conservativas es +3 J. opción d)
   
La trampa. Una variación de energía es algo que se evalúa entre dos momentos y es independiente de lo ocurrido en el intervalo.    
O sea, todo lo que dijimos, todo lo que hicimos, todo lo que calculamos, habría sido exactamente lo mismo que lo que habríamos dicho y hecho si el gráfico del enunciado hubiese sido éste. O cualquier otro en el cual las energías potencial, cinética y mecánica (suma de las anteriores) en los instantes correspondientes a 0 y 4 m valieran lo mismo que el original.
   
DESAFIO: ¿pero qué representaban esa áreas bajo las curvas de energía?   Ricardo Cabrera
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