Cálculo y Aplicaciones de la Energía Potencial y Cinética
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Cálculo y Aplicaciones de la Energía Potencial y Cinética
A) Cálculo de la Energía Potencial Gravitacional
Dos cantidades de azúcar, cada una con una masa de 50 kg, se encuentran sobre el suelo. Si los dos costales se elevan verticalmente hasta una altura de 1.5 m para ser colocados sobre un animal de carga, ¿cuál es su energía potencial gravitacional?
La energía potencial gravitacional se calcula como el producto de la masa (m), la aceleración debida a la gravedad (g, aproximadamente 9.8 m/s²) y la altura (h). En este caso, al elevar los costales de azúcar, la energía potencial gravitacional será positiva, ya que han adquirido energía debido a su posición elevada en el campo gravitatorio.
La respuesta correcta es: positivo.
B) Trabajo Realizado al Elevar los Costales
Sabiendo que se aplica una fuerza de 980 N a los dos costales para elevarlos 1.5 m, ¿cuál es el trabajo realizado?
El trabajo realizado al elevar los costales se calcula como el producto de la fuerza aplicada (F) y la distancia (d) en la dirección de la fuerza. El trabajo (W) se calcula con la fórmula W = F * d. En este caso, la fuerza es 980 N y la distancia es 1.5 m. El trabajo realizado será positivo, ya que la fuerza y el desplazamiento están en la misma dirección.
Por lo tanto, la respuesta correcta es: 1470 J (Julios).
C) Ejemplo de Cuerpo con Energía Potencial Gravitacional
Un ejemplo de un cuerpo que tiene energía potencial gravitacional es: una maceta colocada en una azotea.
La maceta tiene energía potencial gravitacional debido a su posición elevada en el campo gravitatorio. Esta energía se convertiría en energía cinética si la maceta cayera.
D) Incremento de la Energía Potencial Gravitacional de un Banco
Un banco incrementará su energía potencial gravitacional si: se eleva a una mayor altura.
Al elevar el banco, su energía potencial gravitacional aumenta porque se aleja de la superficie terrestre.
E) Objeto con Mayor Energía Cinética
¿Cuál objeto tendrá una mayor energía cinética?
La energía cinética se calcula como la mitad del producto de la masa (m) y el cuadrado de la velocidad (v): (1/2)mv². Dado que no tenemos información sobre las masas, asumimos que son similares y comparamos las velocidades.
La mayor energía cinética la tendrá el objeto con la mayor velocidad al cuadrado. Por lo tanto, la respuesta correcta es: una caja de cartón vacía que va a 25 km/h.
F) Energía Hidráulica
Se aprovecha cuando la corriente de agua mueve un molino o la caída de agua de una presa mueve una turbina: energía hidráulica.
G) Energía Nuclear
Es la originada por la energía que mantiene unidas a las partículas en el núcleo de los átomos: energía nuclear.
H) Energía Mecánica
Esta energía es la suma de la energía cinética y la energía potencial: energía mecánica.
I) Energía Luminosa en la Fotosíntesis
El proceso de la fotosíntesis se efectúa gracias a la: energía luminosa.
J) Primer Uso de la Energía por el Ser Humano
¿Cuál es la primera evidencia que se tiene del uso de energía por parte del ser humano?: fuego.
