Física 2P Nov24 TE – E8 Dinámica

Un muchacho en un trineo desliza cuenta abajo por una colina. Se desprecia el rozamiento. Parte del reposo y llega a la base con rapidez de 12 m/s. Si repite el descenso, pero ahora le dan un empujón, iniciando la caída con rapidez de 5 m/s, llegara abajo moviéndose a:

 

□ 12 m/s	□ 17 m/s	█ 13 m/s
□ 5 m/s	□ 7 m/s	□ 10 m/s

 

 

Primera bajada (1)

 

∆Em1 = 0

 

Donde

∆Em1 = energía mecánica 1 = Emf1 – Emi1

Emf1 = energía mecánica final = Ecf1 + Epf1

Ecf1 = energía cinética final = 1 /2 m vf1^2

m = masa

vf1 = velocidad final 1 = 12 m/s

Epf1 = energía potencial final = 0

Emi1 = energía mecánica inicial = Eci1 + Epi1

Eci1 = energía cinética inicial = 0 (se deja caer)

Epi1 = energía potencial inicial = m g h

g = aceleración de la gravedad

h = altura inicial

 

Reemplazando

1 /2 m vf1^2 = m g h

 

Segunda bajada (2)

 

∆Em2 = 0

 

Donde

∆Em2 = energía mecánica = Emf2 – Emi2

Emf2 = energía mecánica final = Ecf2 + Epf2

Ecf2 = energía cinética final = 1 /2 m vf2^2

.vf2 = velocidad final

Epf2 = energía potencial final = 0

Emi2 = energía mecánica inicial = Eci2 + Epi2

Eci2 = energía cinética inicial = 1 /2 m vi2^2

vi2 = velocidad inicial 2 = 5 m/s

Epi2 = energía potencial inicial = m g h

 

Reemplazando

1 /2 m vf2^2 = m g h + 1/ 2 m vi2^2

 

Reemplazando las dos ecuaciones

1 /2 m vf2^2 = 1/ 2 m vf1^2 + 1/ 2 m vi2^2

 

Despejando vf2

vf2 = raíz (vf1^2 + vi2^2) = raíz ((12 m/s)^2 + (5 m/s)^2) = 13 m/s