21. Ley de la conservación de la energía mecánica

¡Buen día chicos! 🌟

 No están aquí solo para memorizar datos, sino para descubrir de lo que son capaces, para equivocarse, aprender y brillar a su propio ritmo 🎯

 

✏ Escribe lo siguiente en tu cuaderno 📖

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

En un sistema aislado, donde no hay fuerzas externas que realicen trabajo, la energía mecánica total se conserva. Esto incluye tres tipos de energía:

1. Energía Cinética ($E_k$):

• Representa la energía asociada al movimiento de un objeto.
• Se calcula como:
  $^2$
• (donde $m$ es la masa y $v$ es la velocidad).

2. Energía Potencial Gravitatoria ($E_p$):

• Es la energía almacenada debido a la posición de un objeto en un campo gravitatorio.
• Se calcula como:
  $E_{\mathrm{p }}= mgh$
• (donde $m$ es la masa, $g$ es la aceleración debida a la gravedad y $h$ es la altura).

3. Energía Potencial Elástica ($E_{pe}$):

• Es la energía almacenada en un objeto elástico cuando se deforma (como un resorte).
• Se calcula como:
  $^2$
  (donde $k$ es la constante del resorte y $x$ es la deformación).

Ecuación de la conservación de energía mecánica

La energía mecánica total ($E$) en el sistema se expresa como:

$$E = Ek + Ep + Epe

$$

Practiquemos lo aprendido 📝

$$

1. Un bloque de 1 kg está conectado a un resorte con constante $k=200\text{N/m}$ que está comprimido 0.1 m. Si se coloca el bloque sobre una mesa y se deja caer a una velocidad de 19.6 m/s desde una altura de 2 m, ¿cuál es la energía total del sistema en el punto de liberación?

2. Un carro de montaña rusa de 500 kg se encuentra en la cima de una colina de 15 m unido a un resorte (k=200N/m) y se mueve a 100Km/h, está comprimido 0.3 m. ¿Cuál es la energía total del sistema?

3. Se deja caer una piedra de 2 Kg desde una torre de 20 metros de altura. ¿Con qué velocidad llega al suelo? (Usa g = 9,8 m/s^).

4. Un carro de 200 g de masa, baja por una trayectoria. Colocado a 50 cm respecto al suelo, el carro tiene una velocidad de 2 m/s. Sin tener en cuenta las fuerzas disipativas, ¿Qué altura tendrá cuando su velocidad sea de 3 m/s?

5. Un clavadista de masa "m" se lanza desde un trampolín a 10 metros sobre la superficie del agua. Utilice la conservación de la  energía mecánica para hallar su rapidez a 5 metros sobre la superficie del agua, desprecie la resistencia del aire.

💜 Muchos éxitos para todos, feliz día 🎊