Calcular la energía potencial de un objeto de 2 kg que está a 5 m de altura. g=10 m/s2. Opción A 100 J Opción B 140 J Opción C 120 J Opción D 125 J Opción E 130 J
Answer (1)
La energía potencial gravitatoria del objeto de 2 kilogramos de masa a esa altura es de 100 JoulesSiendo correcta la opción AEnergía Potencial GravitatoriaLa energía potencial está relacionada a la posición que tienen los cuerposPor tanto la energía potencial es aquella que poseen los cuerpos por el hecho de encontrarse en una determinada posición. Donde esta energía depende de la altura, de la masa del cuerpo y de la aceleración que produce el campo gravitacional donde se encuentra el cuerpoLa energía potencial se mide en Joules (J), la masa (m) en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad (g) en metros por segundo-cuadrado (m/s²) y la altura (h) en metros (m)Siendo[tex]\bold{1 \ J = 1 \ kg \cdot \frac{m^{2} }{s^{2} } }[/tex]Datos[tex]\bold{m = 2 \ kg}[/tex][tex]\bold{h = 5 \ m}[/tex]La fórmula de la energía potencial gravitatoria está dada por:[tex]\large\boxed{ \bold{ E_{p} = m\cdot g \cdot h }}[/tex]Donde[tex]\bold{ m} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{masa del cuerpo }[/tex][tex]\bold{ g} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Valor de la aceleraci\'on gravitatoria}[/tex][tex]\bold{ h} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \large\textsf{Altura a la que se encuentra el cuerpo }[/tex]Dado que el cuerpo se encuentra ubicado a cierta altura sobre la superficie de la tierra:Establecemos como sistema de referencia el plano del suelo, luego como el cuerpo cuya masa es de 2 kilogramos se encuentra a 5 metros de altura por encima del suelo -el cual es el sistema de referencia elegido- efectivamente posee energía potencial gravitatoriaVer gráfico adjuntoDeterminamos la energía potencial del cuerpo para la altura a la que este se encuentra[tex]\large\boxed{ \bold{ E_{p} = m\cdot g \cdot h }}[/tex][tex]\large\textsf{Por imposici\'on de enunciado: }[/tex][tex]\large\textsf{Consideramos un valor de gravedad de }\bold{10 \ \frac{m}{s^{2} } }[/tex][tex]\large\textsf{Reemplazamos valores y resolvemos }[/tex][tex]\boxed{ \bold{ E_{p} = (2 \ kg)\cdot \left(10 \ \frac{m}{s^{2}} \right ) \cdot( 5 \ m) }}[/tex][tex]\boxed{ \bold{ E_{p} = 100 \ kg \cdot \frac{m^{2} }{s^{2} } }}[/tex][tex]\bold{1 \ J = 1 \ kg \cdot \frac{m^{2} }{s^{2} } }[/tex][tex]\large\boxed{ \bold{ E_{p} = 100 \ Joules }}[/tex]La energía potencial gravitatoria del objeto de 2 kilogramos de masa que se encuentra situado a 5 metros de altura es de 100 JoulesEn el caso eventual que el objeto estuviese ubicado a menor altura por encima del suelo, su energía potencial gravitatoria será menor.Se concluye que para una misma masa se tendrá mayor energía potencial gravitatoria cuanto a mayor altura se encuentre el cuerpoEn el caso hipotético que el objeto llegara al suelo toda su energía potencial se habrá transformado en energía cinética.Por lo tanto si el cuerpo llega al suelo su energía potencial será igual a cero
