Discusión 6 De Física I Energía Potencial.pdf

Discusión de Física I

Discusión:

Temática: Energía potencial y conservación de la energía Fecha: Competencias •

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Explicar los principios fundamentales de conservación de: la energía, el momento lineal y momento angular para resolver problemas de dinámica de manera lógica y coherente con estos principios. Trabajar de forma colaborativa en equipos para el desarrollo creativo de soluciones prácticas a problemáticas concretas Resolver problemas físicos, tanto teóricos como experimentales, desarrollando la experticia suficiente en el planeamiento y ejecución de los pasos para la puesta en marcha del método científico y de técnicas matemáticas adecuadas.

1) Indicador de logro: Comprende y aplica la ley de conservación de la energía, tanto mecánica como en general Enunciado:

Para los diagramas mostrados de un sistema aislado y un sistema no aislado: a) escriba la ecuación de conservación de la energía para cada caso b) explique el significado de cada término c) para un proceso que funciona de manera continua, puede considerar lo que ocurre en un intervalo de tiempo de 10 s. Establezca cuales términos en la ecuación representan las formas original y final de energía, cuáles serían entradas, y cuales serían salidas. i) una honda que dispara una piedra, ii) un fuego ardiendo, iii) celular llamando. Tema: Principio de conservación de la energía

2) Indicador de logro: Comprende el significado físico de la energía potencial de un sistema en el que interactúan sus partes. Enunciado: Un bloque está unido a un resorte y cuelga de un techo como muestra en la figura. De la posición de equilibrio se sube hasta la posición A y se detiene en la posición B. a) ¿Qué tipo de energía tiene el sistema bloque-resorte-Tierra en la posición A antes de soltarlo? Explique b) En caso de tener energía potencial en A ¿De quién es esa energía? c) ¿Dónde está la referencia para la energía potencial? d) ¿Qué sucede con la energía mecánica, cinética y potencial conforme el bloque se mueve de A hacia B? y de ¿B hacia A?

Tema: Energía potencial 3) Indicador de logro: Resuelve problemas donde se emplean los conceptos de energía potencial gravitacional y energía potencial elástica.

Enunciado: Un paquete de 2.00 kg se suelta en una pendiente de 53.1°, a 4.00 m de un resorte largo, cuya constante de fuerza es de 120 N/m y está sujeto a la base de la pendiente (ver figura). La masa del resorte es despreciable y no hay fricción entre las superficies. a) ¿Qué rapidez tiene el paquete justo antes de llegar al resorte? b) ¿Cuál es la compresión máxima del resorte? c) Al rebotar el paquete hacia arriba, ¿Cuál sería su posición final?

Tema: energía potencial elástica y gravitatoria

4) Indicador de logro: Resuelve problemas donde actúan sobre un cuerpo en movimiento fuerzas conservativas y no conservativas. Enunciado: Un bloque de 10.0 kg se libera desde el punto A en la figura. La pista no tiene fricción excepto por la porción entre los puntos B y C, que tiene una longitud de 6.00 m. El bloque viaja por la pista, golpea un resorte con 2250 N/m de constante de fuerza y comprime el resorte 0.300 m desde su posición de equilibrio antes de llegar al reposo momentáneamente. Determine el coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie rugosa entre B y C.

Tema: Fuerzas conservativas y no conservativas

5) Indicador de logro: Emplea diagramas de energía para analizar el movimiento de un cuerpo aplicando las propiedades de fuerzas conservativas. Enunciado: Dos partículas interactúan a lo largo de una línea recta donde la energía potencial del sistema depende de su posición r, como se grafica en la figura, suponga que una de las partículas está en reposo y la otra se puede mover. En el límite cuando r aumenta sin frontera, U(r) tiende a +1 J. a) Identifique cada posición de equilibrio para esta partícula. Indique si cada una es un punto de equilibrio estable, inestable o neutro (surge cuando U es constante en alguna región). b) Si la energía total del sistema es de +4 J, describa el movimiento de la partícula que se acerca a partir de r = 7 mm ¿Estará acotado su movimiento? Ahora suponga que el sistema tiene energía de -3 J. Determine: c) el intervalo de posiciones donde se puede encontrar la partícula. d) su energía cinética máxima (utilice K+U = E). e) la ubicación donde tiene energía cinética es máxima o cero. f) la energía de enlace del sistema, esto es, la energía adicional que tendría que darse a la partícula para moverla de tal manera que r tiende a infinito.

Tema: Diagramas de energía potencial