Almacenamiento de energía: la energía potencial
Los objetos pueden tener energía en reposo simplemente por tener una fuerza de actuar en consecuencia. Por ejemplo, un objeto al final de un muelle estirado tiene energía porque cuando dejas que el objeto vaya y se acelera debido a la primavera, se puede convertir esa energía almacenada en energía cinética.
La energía que un objeto tiene en virtud de una fuerza que actúa sobre él se llama energía potencial. Por ejemplo, un objeto a la altura h en el campo gravitatorio en la superficie de la Tierra tiene esta energía potencial:
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh
Por ejemplo, supongamos que tiene una pelota de baloncesto en la altura h. Cuando cae, su energía potencial se convierte en energía cinética. Para averiguar qué tan rápido el baloncesto (o cualquier objeto) va al chocar contra el suelo, se utiliza esta ecuación:
Ejemplo de pregunta
Durante un partido de baloncesto, una pelota de 1,0 kg se tira verticalmente en el aire. Es un momento fijo a una altura de 5,0 m sobre el suelo y luego vuelve a caer. ¿Cuál es la velocidad de la pelota cuando golpea el suelo?
La respuesta correcta es de 9,9 m / s.
Averigüe la cantidad de energía potencial de la pelota tiene cuando comienza a caer. Utilice esta ecuación para la energía potencial:
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh
Esta energía potencial se convierte en energía cinética, por lo que ampliar la ecuación de este modo:
Resolver v2:
v2 = 2gh
Resolver v:
Conecte los números:
Preguntas de práctica
1.Una caja de 40 kg de libros cae de un estante que es 4,0 m por encima del suelo. ¿A qué velocidad viaja la caja cuando se golpea el suelo?
2.Saltar de un avión a 2.000 pies y cae 1.000 pies antes de abrir su paracaídas. ¿Cuál es su velocidad en pies / s (despreciando la resistencia del aire) cuando se abre el paracaídas?
3.El asta de la bandera en la parte superior de un 300,0 m rascacielos se cae. ¿Qué tan rápido es que se caiga en m / s cuando golpea el suelo? (Suponga que usted puede descuidar la resistencia del aire.)
4.Si estás en un avión a 30.000 pies, lo que es su energía potencial si usted tiene una masa de 70,0 kg?
A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:
8.9 m / s
1.Calcule la cantidad de energía potencial de la caja tiene cuando comienza a caer. Esa energía potencial es
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh
Esta energía potencial se convierte en energía cinética, por lo que tiene
Resolver v2:
v2 = 2gh
4.Resolver v:
254 ft / s
Calcule la cantidad de energía potencial que tiene cuando se empieza a caer. Esa energía potencial es
EDUCACIÓN FÍSICA = mgho
2.Averigüe la cantidad de energía potencial se convierte en energía cinética al abrir su paracaídas. El cambio en la energía potencial es
Esta energía potencial se convierte en energía cinética, por lo que tiene
Tenga en cuenta que en el sistema de FPI de unidades, g = 32.2 ft / s2. Resuelve:
77 m / s
Calcule la cantidad de energía potencial del polo tiene cuando comienza a caer. Esa energía potencial es
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh
Esta energía potencial se convierte en energía cinética, por lo que tiene
Resolver v2:
v2 = 2gh
Conecte los números:
6,3 x 106 J
La ecuación para la energía potencial es
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh
Convertir 30.000 pies en m utilizando el hecho de que 1 pie = 0,305 m:
Conecte los números:
EDUCACIÓN FÍSICA = mgh = (70,0) (9,8) (9,150) = 6,3 x 106 J
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