Problemas de energía cinética y energía potenciales

Energía cinética

Es la energía que tiene un cuerpo debida a la velocidad y su masa

donde es la masa del cuerpo y es su velocidad.

Energía Potencial Gravitatoria

Es la energía de un cuerpo debido a la interacción de su masa y la gravedad.

donde es la masa del cuerpo, (en SI) o (en cgs) es la aceleración de la gravedad en la tierra y es la altura.

Energía Potencial Elástica

La energía debida a que un cuerpo elástico (como un resorte) está contraido o estirado una distancia se puede calcular como

donde es la constante elástica (asociado a que tan rigido o flexible es el cuerpo elástico). Las unidades de son (en SI) y en cgs.

Unidades de energía

La energía puede medirse en Joules (SI), ergios (cgs), kW-h, calorias, etc.

Las relaciones de equivalencia de las unidades de energías más comunes son:

Problemas

1. Subiendo la escalera del colegio

Calculá la energía potencial gravitatoria que adquirís todos los días al subir la escalera del colegio (unos 4 m de altura).

2. El arquero y la flecha

Un arquero tensa el arco de modo que la cuerda funciona como un resorte con constante k = 450 N/m. Estira la cuerda 0,3 m antes de soltar la flecha de 0,05 kg.

3. La pelota de básquet

Un jugador lanza una pelota de 0,6 kg hacia arriba con una velocidad inicial de 6 m/s.

4. El resorte de juguete

Un resorte de juguete tiene constante elástica k = 1200 dina/cm. Se lo comprime 5 cm.

5. El ascensor y la comparación energética

Un ascensor sube con 4 personas en su interior, con una masa total (ascensor + personas) de 600 kg, hasta el 5° piso, a 15 m sobre la planta baja.