Question
- Un cuerpo de 8 kg se deja rodar desde la parte más alta de una colina de 80 m de
altura, si despreciamos los efectos producidos por la fricción. c cuál es la velocidad
con la que el cuerpo llega al pie de la colina? Considera
y recuerda
que, en la parte más alta, debido a que no se mueve el cuerpo su velocidad es cero,
y que al pie de la colina la altura es cero.
altura, si despreciamos los efectos producidos por la fricción. c cuál es la velocidad
con la que el cuerpo llega al pie de la colina? Considera
que, en la parte más alta, debido a que no se mueve el cuerpo su velocidad es cero,
y que al pie de la colina la altura es cero.
Ask by Fleming Chambers. in Mexico
Mar 27,2025
Upstudy AI Solution
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Answer
La velocidad con la que el cuerpo llega al pie de la colina es
.
Solution
-
Se parte de la conservación de la energía mecánica, es decir, la energía potencial en la parte más alta se convierte completamente en energía cinética en el pie de la colina, pues se desprecia la fricción.
-
La energía potencial inicial en la parte superior es
donde
,
y
.
- La energía cinética en el pie de la colina es
- Igualando la energía potencial que pierde en la parte alta a la ganancia de energía cinética en el pie, tenemos:
- Se cancela la masa
de ambos lados de la ecuación:
- Despejando
:
- Sustituyendo los valores:
- Finalmente, la velocidad
es:
Por lo tanto, la velocidad con la que el cuerpo llega al pie de la colina es
.
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The Deep Dive
Para encontrar la velocidad con la que el cuerpo llega al pie de la colina, podemos usar la conservación de la energía. La energía potencial en la parte más alta se convierte completamente en energía cinética al llegar al pie de la colina. La energía potencial inicial (E_p) es
, donde
,
y
.
Entonces,
. Esta energía se convierte en energía cinética (E_k) dada por
. Igualamos las energías:
Resolviendo para
, tenemos:
Entonces, la velocidad del cuerpo al pie de la colina es
.
¿Sabías que la conservación de la energía es un principio fundamental en la física que puede aplicarse a una gran variedad de situaciones, no solo en la mecánica clásica? Desde el funcionamiento de los coches hasta el flujo de electricidad, este concepto ayuda a entender cómo se transforman y transfieren las energías en nuestro mundo cotidiano.
Ahora, si alguna vez te has encontrado con la frustración de calcular la velocidad y ni siquiera sabes por dónde empezar, aquí un tip: siempre identifica primero tu punto de partida y de llegada en un problema. Visualizar el escenario y tener clara la diferencia de alturas y energías te ayudará a no confundirte al aplicar fórmulas, especialmente cuando se trata de conservación de energía. ¡Mantén la calma y sigue los pasos!