La energía mecánica en problemas de física
En física, se puede encontrar la energía mecánica de un objeto mediante la adición de su energía cinética y su energía potencial. Por ejemplo, puede utilizar la fórmula de conservación-de-mecánica en energía para encontrar la velocidad de un carro en diferentes lugares de una montaña rusa.
Aquí hay algunas preguntas de práctica que se pueden probar.
preguntas de práctica
Una partícula tiene 37,5 julios de energía cinética y 12,5 julios de energía potencial gravitatoria en un punto durante su caída de un árbol en el suelo. Un instante antes de golpear el suelo, la cantidad de energía mecánica - redondeado al julios más cercana - tiene la partícula?
Ignorar la resistencia del aire.
Utiliza el siguiente cuadro de un carrito de la masa metro en movimiento en una montaña rusa, así como la información que acompaña, para responder a la siguiente pregunta.
La sección de pista que se muestra es sin fricción y compuesto enteramente de piezas semicirculares de radio r. Las cartas UN mediante mi referirse a ubicaciones específicas a lo largo de la pista.
Si r = 12 metros, y si la velocidad del carro en el punto UN es de 3 metros por segundo, lo que es la velocidad de la compra en el punto re? Redondear su respuesta a la décima parte de un metro por segundo.
respuestas
Las siguientes son las respuestas a las preguntas de la práctica:
50 J
energía mecánica total de una partícula es la suma de la energía cinética de la partícula y su energía potencial. En el primer momento se menciona en el problema, la partícula tiene
de la energía mecánica. En ausencia de fricción (tales como la resistencia del aire), esta cantidad permanece constante a lo largo de la caída. Aunque la energía potencial es 0 en el suelo, y por lo tanto toda la energía mecánica es en forma de energía cinética, la energía mecánica total de la partícula permanece 50 julios.
15,6 m / s
Primero elija un lugar de referencia para los cálculos de energía potencial gravitatoria. (Esta solución designa punto do como el lugar donde marido . = 0 metros) Debido a que la fricción no está presente, comenzar con la fórmula estándar conservación-de-mecánica con la energía:
dónde mi representa la energía mecánica total, T es la energía potencial (gravitatoria del todo en este problema), y K es la energía cinética. A continuación, sustituir las fórmulas para la energía cinética y potencial:
dónde gramo es la aceleración debida a la gravedad cerca de la superficie de la Tierra, marido es la altura relativa a su punto de referencia, y
es la velocidad del carro. La ubicación inicial (yo) es el punto A, y la ubicación final (F) es el punto D. Si la altura a la C es 0 metros, la altura en A es de 24 metros,
y la altura a D es de 12 metros. Sustituto de todo lo que sabe en la ecuación a resolver para la velocidad en el punto D:
