SOLUCIONES ACTIVIDADES 204 C2 BA 20ESO 20TEMA 208

Solución Actividades Tema 8
Conservación de la energía

Energía y trabajo.

Actividades de la Unidad
2. Explica con un ejemplo tomado de la vida cotidiana la diferencia entre
fuerza y energía. ¿Es correcto, desde el punto de vista de la Física, afirmar
que un levantador de pesas tiene mucha fuerza? ¿Sería correcto decir que
tiene mucha energía?
La energía es la capacidad de un sistema pararealizar transformaciones sobre sí
mismo o sobre otros sistemas. De este modo, decimos que un objeto de madera
posee energía, porque puede transformarse en cenizas y aumentar la
temperatura de su entorno si se quema, mediante una reacción de combustión, o
un atleta posee energía, pues puede cambiar de posición, o lanzar objetos, como
una jabalina o un disco. La fuerza, por su parte, es una interacciónentre dos
cuerpos, mediante la cual se producen cambios en el estado de movimiento o
deformaciones de los mismos. Así, el atleta, que posee energía, y, por tanto,
capacidad para producir cambios, modifica el estado de movimiento de los
objetos que lanza, como la jabalina o el disco, aplicando una fuerza, mediante la
cual les transmite parte de su energía.
Afirmar que un levantador de pesas tienemucha fuerza no es correcto desde un
punto de vista físico. Lo correcto es decir que posee mucha energía, y que es
capaz de aplicar fuerzas muy grandes cuando levanta las pesas durante un
entrenamiento o una competición.
6. Calcula la energía cinética de un ciclista de 70 kg de masa sobre una
bicicleta de 12 kg de masa cuando circula a:
a) 18 km/h.
Para calcular la energía cinética aplicaremos lafórmula, considerando que la
masa del conjunto ciclista-bicicleta es 82 kg, y que la velocidad habrá de
indicarse en metros por segundo para que el resultado quede expresado en
julios:
v = 18 km/h = 5 m/s:

1
82kg  (5 m s)2
2
Ec  m  v 
 1025 J
2
2
b) 36 km/h.

v = 36 km/h = 10 m/s:

1
82kg  (10 m s)2
2
Ec  m  v 
 4100 J
2
2
Al aumentar la velocidad al doble, la energía cinética no seduplica, sino que se
hace cuatro veces mayor, ya que la velocidad aparece elevada al cuadrado en la
expresión.
8. Un pájaro de 300 g de masa vuela a una altura de 10 m sobre la superficie
terrestre a una velocidad de 15 km/h. Calcula su energía potencial y su
energía cinética.

Considerando que la masa del pájaro es 300 g = 0,3 kg, y que vuela a 10 m de
altura y a una velocidad de 15 km/h = 4,2 m/s, laenergía cinética y la potencial
del ave serán:
1
0,3kg  (4,2 m s)2
2
Ec  m  v 
 2,6 J
2
2
Ep  m  g  h  0,3kg  9,8m s2 10m  29,4 J
9. Calcula:
a) La masa de una bola situada a una altura de 5 m cuya energía potencial
es de 200 J.

Despejamos la masa de la expresión de la energía potencial:

Ep  m  g  h  m 

Ep
gh



200 J
 4,1kg
9,8 m s2  5 m

b) La altura a la que seencuentra esa bola si su energía potencial cambia a
340 J.

Despejamos en este caso la altura, sabiendo que al ser la misma bola, la masa
es 4,1 kg, y que su energía potencial ahora será 340 J:
Ep  m  g  h  h 

Ep
mg



340 J
 8,5 m
4,1kg  9,8 m s2

10. Calcula la energía mecánica de los siguientes cuerpos:
a) Una bola de 200 g de masa en reposo situada a 2 m de altura.
b) La misma bolamoviéndose a 1 m/s por un carril recto colocado a 3 m de
altura.

c) Un coche de 1 800 kg de masa que atraviesa un puente de 25 m de altura
a una velocidad de 65 km/h.

La energía mecánica de un cuerpo se calcula como el resultado de sumar su
energía cinética y su energía potencial.
a) Bola de 200 g de masa en reposo:

1
0,2kg  (0 m s)2
2
Ec  m  v 
 0 J  Está en reposo.
2
2
Ep  m  g  h  0,2kg 9,8 m s2  2m  3,92 J
Em  Ec  Ep  3,92 J
b) Bola de 200 g de masa moviéndose a 1 m/s:

1
0,2kg  (1 m s)2
2
Ec  m  v 
 0,1 J
2
2
Ep  m  g  h  0,2kg  9,8 m s2  3m  5,88 J
Em  Ec  Ep  5,98 J
c) Coche de 1 800 kg de masa a 65 km/h (18,1 m/s):

1
1800kg  (18,1m s)2
2
Ec  m  v 
 294849 J
2
2
Ep  m  g  h  1800kg  9,8 m s2  25m  441000 J
Em  Ec  Ep  735849 J
12....