CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Erick Álvarez

Antonella Olivo

Pablo Chinchin

FUNDAMENTO TEORICO La ley de la conservación de la energía

constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor. Dicho de otra forma :la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante).

PROBLEMAS CON RESPUESTAS Ejercicio 1 Una pista de patinaje tiene la forma indicada en la figura. El

primer tramo lo constituye un arco de 60º de una circunferencia de 30 m de radio. El segundo tramo discurre por un plano inclinado tangente a la circunferencia en el punto inferior del arco. En el tramo plano se coloca un muelle (parachoques) de constante k=40 N/m cuyo extremo libre coincide exactamente con el final del tramo circular.

Un patinador de 70 kg de masa se deja deslizar con velocidad inicial nula desde el extremo superior del primer tramo circular siendo detenido finalmente por la acción del resorte. A lo largo de la pista no hay rozamiento. Determinar:

La reacción de la pista en A y B. El punto A hace un ángulo de 30º con la horizontal, y B es un punto del plano inclinado.

La distancia que habrá comprimido el muelle cuando el patinador se detiene por completo

GRAFICO EJERCICIO 1

RESPUESTA: x=39.63 m(lo que el muelle se

comprime) 594.1 N (reacción o fuerza)

EJERCICIO 2

Un bloque de masa 0.2 kg inicia su movimiento hacia arriba, sobre un plano de 30º de inclinación, con una velocidad inicial de 12 m/s. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es 0.16. Determinar: la longitud x que recorre el bloque a lo largo

del plano hasta que se para. la velocidad v que tendrá el bloque al

regresar a la base del plano.

GRAFICO EJERCICIO 2

RESPUESTA: x = 5.75 m v=9.03 m/s.

EJERCICIO 3SE EMPUJA AL CARRITO DANDOLE VELOCIDAD DE MANERA QUE SU ENERGIA CINETICA INICIAL ES DE 0,2 JOULE. El CARRITO CAE LUEGO POR LA PENDIENTE. CALCULAR LA EMEC DEL CARRITO EN LOS PUNTOS A, B Y C. DATOS: m = 1 Kg

Em A = 10 Joule

Em B = 5 ,4 Joule

Em C = 0 Joule

EJERCICIO 4

Una cuerpo de masa m=4 kg, está sujeto por una cuerda de longitud R=2 m, gira en el plano inclinado 30º de la figura. Dibuja las fuerzas sobre el cuerpo en la posición

B (más alta) y en la posición A (más baja) Calcula la velocidad mínima que debe llevar el

cuerpo en la posición más alta B, para que pueda describir la trayectoria circular.

Calcula la velocidad con la que debe partir de A para que llegue a B, y describa la trayectoria circular.

Calcula la tensión de la cuerda cuando parte de A y cuando llega a B.

GRAFICO EJERCICIO 4

RESPUESTAS: 1: el grafico vminima:

3.13 m/s vA=7.0 m/s

TA=117.6 N

EJERCICIOS RESUELTOS

EJERCICIO 1

SOLUCIÓN

EJERCICIO 2

SOLUCIÓN

EJERCICIO 3

EJERCICIO 4