Ejercisios solucionados de energia

Un cuerpo de 40 kg de masa cae por un plano inclinado que forma con la horizontal un ángulo de 20°. ¿Cuál será su energía cinética luego de recorrer 18 m sobre el plano si partió del reposo?Desarrollo
Datos:
m = 40 kg
d = 18 m
α = 20°
Se adopta g = 10 m/s ²

Primero calculamos la altura que descendió al recorrer 18 m sobre el plano, podemos hacerlo mediante el teorema de Pitágoras otrigonométricamente.
h = 18 m.sen 20°
h = 6,16 m
Luego calculamos la energía potencial que tenía al principio, es decir al tope de los 6,16 m.
Ep = m.g.h
Ep = 40 kg.10 (m/s ²).6,16 m
Ep = 2.462,55 JAl final del recorrido ésta energía potencial se transformó en energía cinética, por lo tanto:
Ep = Ec = 2.462,55 J

Un cuerpo de 150 g de masa se lanza hacia arriba con velocidad inicial de 400m/s, calcular:
a) La energía cinética inicial.
b) La energía cinética a los 5 s de caída.
Desarrollo
Datos:
m = 150 g = 0,15 kg
vi = 400 m/s
Se adopta g = 10 m/s ²
a) Ec = ½.m.vi ²
Ec =½.0,15 kg.(400 m/s) ²
Ec = 12.000 J
b) Mediante cinemática calculamos la velocidad a los 5 s del lanzamiento.
vf = vi + g.t
vf = 400 m/s - 10 (m/s ²).5 s
vf = 350 m/s
Con éste dato calculamos laenergía cinética.
Ec = ½.m.vf ²
Ec = ½.0,15 kg.(350 m/s) ²
Ec = 9.187,5 J

Este ejercisio es comparable a una carrera de caballos. Al abrir la (valla), las moléculas salen en chorro. El fundamento esla distribución de velocidades en el gas. Las moléculas gaseosas (caballos) no son iguales: algunos son rápidos y otros deberían ser enviado a la fábrica de cola. Si el recorrido (la distanciadisco-detector) es suficientemente grande se establecerá una diferencia en el tiempo que emplean las moléculas para llegar al detector, de modo que las mas rápidas llegaran casi inmediatamente. (Recuerde queuna distribución de maxwell-boltzmann contiene un número pequeño pero infinito de moléculas muy rápidas) ¿Es suficientemente largo el recorrido? El tiempo de recorrido, t, para que las moléculas...