Transferencias de energía U.1 La energía A.21 Trabajo y variación de energía potencial gravitatoria
La fuerza peso es igual a −20 · 9,8 j = −196 j N Una niña de 20 kg se desliza por un tobogán de 3 m de longitud y 2 m de altura. Calcula el trabajo asociado a la fuerza peso. ¿Qué mide ese trabajo? Calcula la variación de energía potencial gravitatoria de la niña. La inclinación del plano podemos calcularla a partir de la altura y longitud del plano inclinado. sen α = 2/3 = 0,667 → α = 41,8 º La fuerza peso es igual a −20 · 9,8 j = −196 j N El trabajo realizado por la fuerza peso cuando el desplazamiento es 3 m es: WFT,c = 196 · 3 · cos 48,2º = 392 J Ese trabajo, cambiado de signo, es igual a la variación de energía potencial gravitatoria. ΔEp = − WFT,c = −392 J Por lo tanto, la energía potencial gravitatoria del sistema Tierra-niña ha disminuido. d = 3 m 2 m 3 m −196 j N 41,8 º
¿Qué otras transformaciones energéticas habrá en esa situación? Además de la disminución de energía potencial gravitatoria habrá un aumento de la energía cinética de la niña. Si no hubiera rozamiento, el aumento de energía cinética sería igual a la disminución de energía potencial gravitatoria. En un caso real hay rozamiento, de forma que el aumento de energía cinética sería mucho menor que la disminución de energía potencial gravitatoria. d = 3 m 2 m 3 m −196 j N 41,8 º