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NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, energía mecánica)
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Adicional No me salen E9 - Desde una rampa que forma 60° con la horizontal se dispara un proyectil de 2 kg que abandona la rampa con una velocidad de 20 m/s. Se considera 0 la energía potencial en el borde superior de la rampa y se desprecia el rozamiento con el aire. Entonces en el punto más alto de la trayectoria se cumple que (Ec= energía cinética; Ep = energía potencial y Em = energía mecánica):
1) Ep = 300 J 2) Em = EC 3) Ec = Ep
4) Ec = 0 5) Ec = 200 J 6) Ec = 400 J
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| Este ejercicio fue parte del examen final de Física tomado en Ciudad Universitaria el 6 de marzo de 2009. |
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| Otro ejercicio súper fácil. Voy a hacer un esquemita que me va a permitir ponerle nombre a las cosas e ir completando los valores que vamos hallando. |
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Como ves, llamé 0 al instante en que sale despedido de la rampa, y 1 al instante en que alcanza la posición más alta de la trayectoria.
El único dato aportado por el enunciado es que la energía potencial a la salida, Ep0, vale 0. |
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También hay datos suficientes como para calcular la energía cinética en ese instante, ya que:
Ec0 = ½ m v0² = ½ 2 kg (20 m/s)² = 400 J
Y como la energía mecánica es siempre igual a la suma de la cinética más la potencial, ya tenemos su valor en el instante de partida.
Ep0+ Ec0 = Em0 = 400 J
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Pero como no hay rozamiento ni fuerzas no conservativas actuando... la energía mecánica de la partida se conservará durante todo el viaje.
En especial, en el instante de máxima altura, la energía mecánica valdrá lo mismo que en todo el recorrido desde la partida.
Em0 = Em1 = 400 J
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Esa energía se reparte en potencial y cinética. Es obvio que no vale 0 ninguna de las dos. La suma debe dar 400 J, de modo que si pudiésemos calcular cualquiera de las dos, ya sabríamos ambas.
Cualquiera de las dos se puede calcular fácilmente. Me mando con la cinética. |
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La velocidad en lo más alto es igual a la componente horizontal de la velocidad inicial.
La velocidad de salida debe tener -necesariamente- el mismo ángulo de inclinación de la rampa. Por lo tanto sus componentes horizontal y vertical se pueden determinar fácilmente. |
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La componente vertical varía durante el vuelo y se hace nula en el punto más alto. En cambio la horizontal se mantiene constante durante toda la trayectoria. O sea:
v1 = v0x = v0 . cos 60° = 20 m/s . 0,5 = 10 m/s
Por lo tanto:
Ec1 = ½ m v1² = ½ 2 kg (10 m/s)² = 100 J
Ahora me fijo si entre las opciones hay alguna que coincida con mis cálculos... |
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| DESAFIO: ¿Cuánto valdrá su energía cinética cuando la potencial valga -100 J? |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. No es recomendable estornudar sin taparse la nariz. Última actualización mar-09. Buenos Aires, Argentina. |
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