Transferencias de energía U.1 La energía A.20 Trabajo y variación de energía potencial gravitatoria
El desplazamiento es d = − 15 j m Una piedra de 12 kg cae desde 20 m de altura hasta 5 m del suelo. Calcula el trabajo que realiza la fuerza peso. Calcula la variación de energía potencial del sistema Tierra-piedra. ¿Son coherentes los resultados? La FT-p = − 117,6 j N El desplazamiento es d = − 15 j m El trabajo realizado por la fuerza peso cuando el desplazamiento es 15 j m se calcula: Wpeso = 117,6 · 15 · cos 0º = 1764 J La variación de energía potencial gravitatoria es: ΔEp = 20 · 9,8 · (5 − 20) = − 1764 J Se puede comprobar que se cumple la definición de la energía potencial gravitatoria. Wpeso = − ΔEp No podía ser de otra forma, ya que las definiciones se cumplen siempre. suelo h = 20 m h = 5 m d = 15 j m 117,6 N
¿Ha cambiado la energía total del sistema Tierra-cuerpo ¿Ha cambiado la energía total del sistema Tierra-cuerpo? ¿Ha cambiado la energía potencial del sistema Tierra-cuerpo? Explica cómo es posible. suelo h = 20 m h = 5 m La energía total del sistema Tierra-piedra no ha cambiado. En su conjunto se trata de un sistema aislado, sobre el que no se ejercen fuerzas exteriores. Sí ha cambiado la energía potencial gravitatoria del sistema Tierra-piedra, que ha disminuido tal como hemos calculado en el apartado anterior. ΔEp = 20 · 9,8 · (5 − 20) = − 1764 J La disminución de energía potencial gravitatoria se ve compensada con un aumento de energía cinética del sistema Tierra-piedra, de forma que la energía total se mantiene constante. d = 15 j m 117,6 N