Energia

La energía mecánica
Vamos a aplicar la ley de conservación de la energía mecánica.

Un cuerpo de 80 kg de masa cae desde 60 m. Tendrás que determinar cada 20 metros a partir del origen cuál es su energía potencial, su energía cinética y la velocidad que va adquiriendo en cada uno de esos puntos. Para ello tendrás que ir realizando los cálculos correspondientes e ir completando los datos dela tabla que te proponemos.
Altura (m)   
Energía potencial (J)   
Energía cinética (J)   
Energía mecánica (J)  
Velocidad (m/s)   
 60 m.
 48.000J
 O
 48.000J
 0
 40 m.
 32.000J
 16.000J
 48.000J
 20 m/s
 20 m.
 16.000J
 32.000J
 48.000J
 28´28 m/s
 0 m.
 0
 48.000J
 48.000J
 34´64 m/s
Para hacer los cálculos puedes utilizar como valor de la aceleración de lagravedad 10 m/s2
Detalla los cálculos en la tabla que tienes a continuación:
Para 60 m.
Ep=m·g·h=80kg·10m/s²·60=48.000J
Ec=m·v²·1/2 0=80·v²·1/2 v²=0 v=0
Em=Ec+Ep Em=0 + 48.000J=48.000J
como la energía mecánica es constante ,no haré mas las operaciones.
Para 40 m.
Ep=m·g·h =80·10·40=32.000J
Em=Ep+Ec 48.000J=32.000J+Ec Ec=48.000J-32.000J=16.000J
Ec=1/2·m·v² 16000=1/2·80·v²v²=(16000·2)/80=400 v=20m/s
Para 20 m.
Ep=m·g·h=80·10·20=16.000J
Em=Ep+Ec 48.000=16.000+Ec Ec=48.000-16.000=32.000J
Ec=1/2·m·v² 32000=1/2·80·v² v²=64000/80=800 v=28´28
Para 0 m.

Ep=m·g·h=80·10·0=0
Em=Ep+Ec 48000=0+Ec Ec=48.000J
Ec=1/2·m·v² 48000=1/2·80·v² v²=96000/80=1200 v=34´64m/s

CUESTIÓN 4
La energía térmica
En nuestra vivienda se nos plantea la duda de si podemosinstalar un acumulador solar para el uso de agua caliente sanitaria, pero tenemos un problema y es que en la pequeña azotea de nuestro tejado solo podemos instalar un elemento cuyo peso no supere los 800 Kg. Para ello los instaladores nos han comunicado que la estructura del acumulador sin incluir el peso del material del acumulador es de 200 Kg., a lo que tenemos que añadirle el peso del materialque tiene el acumulador. Por ello te pedimos que nos ayudes a resolver las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál será el peso del material del acumulador solar? , si sabemos que el calor específico del material del acumulador es de 0,29 cal/g*ºC. (Ce= 0,29 cal/g*ºC) y que al acumulador va a recibir una energía de 10000 Kcal. y partiendo de una temperatura inicial  Ti=20 ºC, queremos que adquiera unatemperatura final de Tf= 75º C .
Cálculos:
Q=m·Ce·(Tf-Ti)
10.000Kcal=10.000.000Cal Pasamos las Kcal a Cal
Sustituimos los datos que sabemos a la formula
10.000.000cal=m·0´29 cal/gºC·(75ºC-20ºC)
10.000.000=m·0´29·55
10.000.000=m·15´95
m=10.000.000/15´95
m=626.959g lo pasamos a Kg del S.I. M=626.959/1000=626´959K
b) ¿Podemos instalar ese acumulador solar en nuestra azotea?Recuerda que el peso total no debe sobrepasar los 800 Kg
Cálculos:
No podemos instalarlo ya que sobrepasa el peso
Mf=Ma + Mb Mf=200kg + 626´959kg = 826´959 kg
Mf=masa final
Ma=masa de la estructura
Mb=masa del acumulador

CUESTIÓN 5
Eres una persona preocupada por escoger la compañía que suministra electricidad a tu casa. Si consumes cada día 1 kWh durante el día y 2 kWh durante la noche,¿con qué compañía te costará menos tu consumo? (No vamos a tener en cuenta ni el término de potencia, ni los impuestos)
Compañía 1: Pagas una tarifa mensual fija de 3´137 € y 8,90 céntimos de euro por cada kWh que consumas.
Compañía 2: Pagas 14,75 céntimos de euro por cada kWh que consumas durante el día y 6,37 céntimos de euro por cada kWh que consumas durante la noche.
Compañía 3: Pagas 12,71céntimos de euro por cada kWh que consumas.
(Detalla todos los cálculos realizados)
Compañía 1:
kwh consumo diario=3 kwh
tarifa fija=3´137 E
tarifa kwh=0´089 E
0 día=3´137+0´089·3·0=3´137 E
5dias=3´137+0´089·3·5=4´472 E
10 d =3´137+0´089·3·10= 5´807 E
20 d=3´137+0´089·3·20=8´477 E
25 d=3´137+0´089·3·25= 9´812E
30d =3´137+0´089·3·30=11´147E
Compañía 2:
0´1475 E de día 0´0637 E...