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Ejemplos resueltos: Energía y trabajo avanzado
Ejemplo resuelto
Un péndulo de 0,5 kg y longitud 1 m se suelta desde un ángulo de 60°. Calcula la velocidad en el punto más bajo.
Solución: Altura: h = L - Lcos(60°) = 1 - 0,5 = 0,5 m. Conservación de energía: mgh = 1/2 mv2 -> v = sqrt(2gh) = sqrt(2 x 10 x 0,5) = sqrt(10) = 3,16 m/s. La masa se cancela.
Ejemplo resuelto
Una máquina de Atwood tiene masas de 4 kg y 6 kg. Calcula la aceleración y la tensión.
Solución: Aplicando la segunda ley de Newton al sistema: (m2-m1)g = (m1+m2)a -> a = (6-4)x10/(6+4) = 2 m/s2. Tensión: T = m1(g+a) = 4(10+2) = 48 N. Verificación: T = m2(g-a) = 6(10-2) = 48 N.
Ejercicios
1. Un bloque de 3 kg desliza 5 m por un plano inclinado de 30° con mu=0,2. Calcula v al final usando el teorema trabajo-energía.
2. Calcula el trabajo del peso cuando un cuerpo sube 10 m por un plano inclinado de 45°. ¿Es conservativo?
3. Un muelle de k=200 N/m comprimido 0,3 m lanza una bola de 0,5 kg verticalmente. Calcula la altura máxima.
4. Demuestra que en la Atwood: a = (m2-m1)g/(m1+m2) usando Newton y usando energía.
5. Un satélite pasa de órbita circular r1 a r2 > r1. Calcula el cambio de energía.
✏️ Actividad de repasoRepasa los conceptos principales de esta lección. Intenta explicar con tus propias palabras lo que has aprendido sobre Energía y trabajo avanzado - Ejemplos y ejercicios.
- Lee de nuevo las secciones que no hayas entendido bien.
- Escribe un resumen de 3-5 líneas con las ideas principales.
- Si hay ejercicios, intenta resolverlos sin mirar las soluciones.