Matemáticamente

Ec = 60,1475625 kgm = 590,047588 J

5. ¿Cuál era la energía potencial del cuerpo anterior a los 40 m de altura?, ¿qué energía potencial y cinética tenía en el punto medio de la trayectoria y cuando le faltaban 10 m para llegar al suelo?

Ep = m x g x h

Ep = (100Kg)x(9,8m/s2)x(40m)

Ep = 39200 Joule

Introducción

Uno de los principios fundamentales de la Física es el principio de la conservación de la energía: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Tres conceptos que se rigen bajo este criterio y que explican muy bien este comportamiento son Trabajo, Energía y Potencia.

Por trabajo se entiende un tránsito de energía. El trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.1 El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en Julios o joules (J) en el SI..

Matemáticamente se expresa como:

Donde es el módulo de la fuerza, es el desplazamiento y es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento.

Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

La energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. Se pueden clasificar en dos: la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. La energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.

Finalmente la Potencia se define como es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Desarrollo

1. Calcular en joules, kgm y ergs el trabajo de una fuerza de 1.000 N cuyo punto de aplicación se desplaza 50 m en la dirección de la fuerza.

*1 kgm=9,8 J.

*1 J=10^7 erg.

Trabajo=(Fuerza)×(Distancia)×cos(α)=

Trabajo=(1.000 Newtons)×(50 metros)×cos(0°)

Trabajo=(1.000 N)×(50 m)×cos(0°)=(1.000 N)×(50 m)×(1)=

Trabajo=50.000 Joules=50.000 J.

•50.000 J=[(50.000)/(9,8)] kgm=5.102 kgm.

•50.000 J=(50.000×10^7) erg=5×10^11 erg.

2. Desde una altura de 70 cm cae cada segundo una gota de agua que pesa 0,25 gramos. Calcular el trabajo que es capaz de realizar la gotera en un año.

70 cm = 0.7 m

0.25 g = 0.00025 kg

0.7*0.00025=0.000175 J, el trabajo realizado por una gota de agua

¿En un año, cuántas gotas caerán?

60*60*24*365= 31536000 segundos

segundos*minutos*horas*días=año civil

31536000*0.000175=5518.8 J

Realiza 5518.8 Joules.

3. Calcular la energía potencial almacenada en un tanque con 1.500 litros de agua, situado a 10 m de altura respecto del suelo.

masa de agua .......

...