Trabajo y energía – La ley de conservación de la energía

Enunciado:

Un avión vuela a una altura h = 1000 m a una velocidad constante vA = 200 km / h . El piloto deja caer una bomba desde el avión. Determinar el módulo de la velocidad con que llegará al suelo despreciando el rozamiento con el aire.

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Solución:

Vamos a resolver este problema por energías. En primer lugar, hacemos un dibujo donde representamos la situación física que se plantea en el enunciado.

Como puedes observar en la figura, vamos a utilizar el punto más bajo de la trayectoria de la bomba como origen de alturas para determinar su energía potencial.

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Cuando se resuelve un problema por energías se define en primer lugar cuál es el estado inicial del cuerpo en movimiento y cuál es el final. Después se analizan las fuerzas que actúan sobre el mismo para determinar si se conserva o no su energía mecánica entre esos dos puntos.

Vamos a tomar como estado inicial el punto A representado en la figura. Corresponde al momento en que la bomba es lanzada desde el avión. El estado final es el punto B de la figura, justo cuando la bomba llega al suelo.

Durante el movimiento de la bomba la única fuerza que actúa sobre ella es el peso, que es una fuerza conservativa, por lo que se conserva la energía mecánica de la bomba entre los puntos A y B:

La altura en el punto A es la de vuelo del avión, h; la bomba sale del mismo con una velocidad vA (que coincide con la del avión). Al llegar al punto B su altura es cero.

Por tanto:

Donde se ha tomado g = 10 m/s2

Antes de sustituir los datos debes expresarlos en unidades del Sistema Internacional.

No olvides poner las unidades en todos los resultados que obtengas al hacer los problemas.

 

 

La página Trabajo y energía – La ley de conservación de la energía ha sido originalmente publicada en YouPhysics