Propuesta de Examen de Trabajo y Energía, con Resoluciones, para Física de Secundaria y Bachillerato
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Resolución del Ejercicio (FQ4EE1184) de Trabajo y Energía III para Física de Secundaria

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO DE TRABAJO Y ENERGÍA III PARA FÍSICA DE SECUNDARIA:

PODRÍA INTERESAR IR A ENERGÍAS MECÁNICA: CINÉTICA Y POTENCIAL

     TEOREMA DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

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EJERCICIO FQ4EE1884:

Lanzamos desde el suelo y hacia arriba un objeto de 4 kg de masa con una velocidad de 20 m/s. Si alcanza una altura de 18 metros:

a) ¿Existe o no rozamiento con el aire?

b) ¿Cuál es el trabajo realizado por las fuerzas de rozamiento si las hubiera?

RESOLUCIÓN:

La energía en el momento de la salida será igual a la energía en su posición más alta si prescindimos del rozamiento con el aire. Esto es, en caso de que SE CONSERVE LA ENERGÍA MECÁNICA. Esto ocurrirá si no existen fuerzas de rozamiento.

APARTADO A):

 

Calcularemos la altura máxima que alcanza, conservando la energía y en caso de que coincida podemos afirmar que no existe rozamiento con el aire.

La energía cinética en su punto más alto (a una altura H) será cero, del mismo modo que la energía potencial en el suelo (no tiene altura).

Notar como no nos ha hecho falta el dato de la masa, ya que al estar en todos los términos de la ecuación, se puede simplificar por ella.

Teniendo en cuenta que la altura es inferior a la calculada con la Conservación de la Energía Mecánica, efectivamente hay rozamiento.

APARTADO B):

La energía mecánica inicial, es toda energía cinética:

 

La Energía mecánica que tiene a la altura de 18 metros, es toda energía potencial:

 

La diferencia: 800-705,6=94,4 Julios es el valor que corresponde al trabajo de las fuerzas de rozamiento.

 

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