Page 199 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicosProcesos físicos

2. Un resorte de constante elástica 100 N/m se com- Para el punto B donde el bloque ha terminado su
prime 0,2 m al contacto con un bloque de masa recorrido de 1 m, se tiene que el objeto está detenido,
0,5 kg, generando que el bloque recorra 1 m a por ende, su energía cinética es cero.
lo largo de una superficie horizontal hasta dete- Como no está en contacto con el resorte, su energía
nerse. Determinar el coeficiente de rozamiento potencial elástica es cero. En consecuencia, la energía
entre el bloque y la superficie. mecánica en el punto B es:

E 5 0 J
A m B
Luego, E 1 W 5 E m B
m
F
r
A
2 J 1 W 5 0 J Al remplazar
F r
W 5 22 J
F
El trabajo de la fuerza de rozamiento es 22 J.
nivel de referencia
El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento se
Solución: expresa como:
Si tomamos como nivel de referencia para la energía W 5 F ? Dx ? cos a
r
potencial gravitacional la horizontal sobre la cual se 22 J 5 F ? 1 m ? cos 180°
desplaza el bloque, la energía potencial gravitacional r
en cualquier punto es igual a cero. F 5 2 N
r
Como el cuerpo se suelta, su velocidad en el punto A La fuerza de rozamiento mide 2 N.
donde se comprime el resorte es cero, por ende, Como la fuerza normal, en este caso es igual al
peso mg 5 0,5 kg ? 9,8 m/s 5 4,9 N, tenemos que
2
1
2 N
E c A 5 ? m v ? A 2 5 J 0 F 5 4,9 N,
1 1 como F 5 m ? F N
r
k x
?
E p A 5 ?? 2 5 ? 1000 N/m(0,2m) 2
2 2 2 N 5 m ? 4,9 N
5 2J
De donde,
Por ende, la energía mecánica en el punto A es: �� 2 N � 0,4
E 5 E 1 E p A 49 N,
c
m
A
A
E 5 0 J 1 2 J 5 2 J El coeficiente de rozamiento es 0,4.
m A
2.4 La energía en las colisiones
Las colisiones se interpretan mediante la aplicación del principio de conser-
vación de la cantidad de movimiento debido al intercambio de este que se
produce en ellas. También en las colisiones se produce transferencia de energía
y si la energía se conserva o no, podemos clasificarlas en colisiones elásticas
y colisiones inelásticas.
En una colisión elástica, la energía cinética se conserva, lo cual significa que
hay un intercambio entre los cuerpos que interactúan, y en estos, no se produ-
cen deformaciones ni calentamientos. Este tipo de colisión es un modelo usual
a nivel microscópico. Por ejemplo, es posible considerar que en un gas ideal
las moléculas se desplazan a grandes velocidades, produciendo colisiones en
las que no se genera pérdida en la energía total de las moléculas.
A diferencia de las colisiones elásticas, en una colisión inelástica parte de
la energía cinética inicial de los cuerpos, se pierde parcial o totalmente en
deformaciones y calentamientos, como ocurre en el caso de una colisión
automovilística.
En general, las colisiones que se producen en la naturaleza son inelásticas
porque es inevitable que parte de la energía se disipe.

© Santillana 199

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