A través de la resolución de estos ejercicios interactivos, podremos profundizar en la comprensión de conceptos clave como la energía cinética, la energía potencial, el trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas, así como también la aplicación de la ley de la conservación de la energía.

1 Un objeto de masa m se deja caer desde una altura h. Si no se considera la fricción, los valores de las energía potencial y cinética en la altura h son...

1La energía total de un sistema sin fricción es

donde

2Como no se imprime velocidad al objeto, su velocidad inicial es cero, de donde se tiene que

2Se deja caer un objeto de masa m desde una altura h, hasta que choca con el piso con velocidad . Si se desprecia la fricción, entonces se cumple...

1De la ley de la conservación de la energía se cumple

2Como no se imprime velocidad al objeto, su velocidad inicial es cero y como choca con el piso su altura final también es cero, de donde se tiene que

3 Una bola de demolición de 50 kg se impulsa lateralmente hasta que queda por arriba de su posición más baja. Si la velocidad en su punto más bajo es de 6 m/s y se desprecia la fricción, la altura a la que debe soltarse la bola de demolición es...

Conservacion de la energia sin friccion

1Por la conservación de la energía, la energía total en los puntos inicial y final es la misma

2En el punto inicial, la velocidad es cero y la altura h es deconocida. En el punto final, la altura es cero y la velocidad es de 6 m/s. Sustituimos los datos en la ecuación anterior

3Despejamos la altura y se obtiene

4 Un objeto de 10 kg se suelta desde una altura de 15 m. Si se desprecia la fricción del aire, la velocidad de choque con el suelo es...

1Por la conservación de la energía, la energía total en los puntos inicial y final es la misma

2En el punto inicial, la velocidad es cero y la altura es 15 m. En el punto final, la altura es cero y no conocemos la velocidad. Sustituimos los datos en la ecuación anterior

3Despejamos la velocidad final y se obtiene

5 Un objeto de 7 kg se lanza a 2 m/s desde una altura de 10 m. Si se desprecia la fricción del aire, la velocidad de choque con el suelo es...

1Por la conservación de la energía, la energía total en los puntos inicial y final es la misma

2En el punto inicial, la velocidad no es cero y la altura es 10 m. En el punto final, la altura es cero y no conocemos la velocidad. Sustituimos los datos en la ecuación anterior

3Despejamos la velocidad final y se obtiene

6Un objeto de 2 kg se lanza hacia arriba y alcanza una altura de 5 m. La velocidad inicial con la que se lanza el objeto es...

1Por la conservación de la energía, la energía total en los puntos inicial y final es la misma

2En el punto final, la velocidad es cero y la altura es 5 m. En el punto inicial, la altura es cero y no conocemos la velocidad. Sustituimos los datos en la ecuación anterior

3Despejamos la velocidad inicial y se obtiene

7Un objeto esférico de 5 kg se desliza por una pendiente de 7 metros de altura. Si desde el punto más alto inicia su descenso a 1.5 m/s, su velocidad en el punto más bajo es...

1Por la conservación de la energía, la energía total en los puntos inicial y final es la misma

2En el punto final, la masa es 5 kg, la altura es cero y no conocemos la velocidad. En el punto inicial, la altura es 7 m y la velocidad es 1.5 m/s. Sustituimos los datos en la ecuación anterior

3Despejamos la velocidad final y se obtiene

8Un bloque de 10 kg descansa sobre un plano inclinado de 9 m de longitud y de inclinación. Si la velocidad al pie del plano inclinado es de 9 m/s, el coeficiente de fricción cinética es...

1 Dibujamos el diagrama de equilibrio

Coeficiente de friccion en conservacion de energia

2Escribimos la ecuación de la conservación de la energía en términos generales

3Como y , la ecuación de la conservación de la energía en términos generales se reduce a

4Calculamos la altura inicial

5Calculamos la fuerza normal. Del diagrama de cuerpo libre se tiene

6entonces, la fuerza de fricción se expresa

7 Sustituimos en la ecuación de conservación de la energía

8Despejando el coeficiente de fricción cinética, se obtiene

9Un trineo de 50 kg descansa sobre un plano inclinado de 150 m de longitud y de inclinación. Si , la energía total en el punto más bajo es...

1 Dibujamos el diagrama de equilibrio

Energia total en el punto mas bajo

2Escribimos la ecuación de la energía total

3Como , la ecuación de la energía se reduce a

4Calculamos la altura inicial

5 Sustituimos en la ecuación de la energía

6Por la conservación de la energía, la energía en el púnto más bajo es

10Un ciclista en su bicicleta tienen juntos una masa de 70 kg y parten del reposo en la cumbre de una pendiente de de inclinación. Si , encuentra la distancia que habrá recorrido el carro cuando su velocidad alcance 13 m/s...

1 Dibujamos el diagrama de equilibrio

Energia y friccion 2

2Escribimos la ecuación de la conservación de la energía en términos generales

3 Sustituimos en la ecuación de conservación de la energía

4Despejando las alturas, se obtiene

5Calculamos la distancia recorrida


Si tienes dudas puedes consultar ejercicios resueltos del tema.

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Gaspar

Soy matemático y es un placer poder compartir mi gusto por las matemáticas.