Biofísica UBA XXI Final Dic 19 T2 – 1 Mecánica

1. Desde la parte superior de una montaña rusa, a 30 m de altura, desciende un carrito junto con el pasajero a una velocidad inicial de 1 m/s. A dicha altura, la energía potencial del pasajero es de 17640 J. Calcule la energía cinética del pasajero luego de 3 segundos.

Dato: a = g = 9,8 m/s².

Ec = 1 /2 m v²

donde

Ec = energía cinética

m = masa

v = velocidad a los 3 seg

Masa

Ep = m g h

donde

Ep = energía potencial = 17.640 J

m = masa

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

h = altura = 30 m

reemplazando y despejando m

m = Ep / (g h) = 17.640 J / (9,8 m/s² 30 m) = 60 kg

Velocidad

Ecuación horaria de la velocidad

v = vo + a t

donde

v = velocidad en el instante t

vo = velocidad inicial = 1 m/s

a = aceleración = 9,8 m/s²

t = tiempo transcurrido = 3 s

reemplazando

v = 1 m/s + 9,8 m/s² 3 s = 30,4 m/s

reemplazando en la energía cinética

Ec = 1 /2 m v² = 1 /2 * 60 kg (30,4 m/s)² = 27.725 J