Lección · tema 5.2.4
Energía cinética y potencial
Al terminar podrás
Calcular variables relacionadas con energía cinética y potencial.
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01 · Aprende
Explicación
Estas dos formas de energía mecánica se calculan con fórmulas distintas:
- Energía cinética (
Ec): energía asociada al movimiento de un objeto.
Ec = (1/2) × m × v²
Donde m es la masa en kilogramos (kg) y v es la rapidez en metros por segundo (m/s); el resultado Ec se expresa en joules (J).
- Energía potencial gravitatoria (
Ep): energía asociada a la posición de un objeto respecto a una altura de referencia.
Ep = m × g × h
Donde m es la masa en kilogramos (kg), g es la aceleración de la gravedad (aproximadamente 9.8 m/s² en la superficie terrestre) y h es la altura en metros (m); el resultado Ep también se expresa en joules (J).
Un punto importante sobre la energía cinética: como la rapidez está elevada al cuadrado, duplicar la rapidez de un objeto no duplica su energía cinética, sino que la cuadruplica.
02 · Observa
Ejemplo resuelto
Calcula la energía cinética de un objeto de masa 5 kg que se mueve a una rapidez de 4 m/s.
- Fórmula:
Ec = (1/2) × m × v². - Elevar la rapidez al cuadrado:
4² = 16. - Sustitución:
Ec = (1/2) × 5 × 16. - Aritmética:
5 × 16 = 80;80 × (1/2) = 40. - Resultado con unidad:
Ec = 40 J.
Evita esta confusión
Error frecuente
No olvides el factor 1/2 en la fórmula de energía cinética: multiplicar solo m × v² sin dividir entre 2 duplica el resultado correcto. Tampoco olvides elevar la rapidez al cuadrado: usar v en lugar de v² produce un resultado mucho menor al real.
03 · Inténtalo
Práctica guiada
- Intenta primero: calcula la energía potencial gravitatoria de un objeto de masa
2 kgsituado a una altura de8 m, cong = 9.8 m/s². Respuesta:Ep = m × g × h = 2 × 9.8 × 8 = 156.8 J. - Intenta primero: si la rapidez de un objeto se reduce a la mitad, manteniendo su masa constante, ¿qué ocurre con su energía cinética? Respuesta: se reduce a la cuarta parte, porque la energía cinética depende del cuadrado de la rapidez.
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Comprueba lo que aprendiste
Responde cinco preguntas. Cada respuesta se registra una sola vez y muestra una explicación inmediata.
Pregunta 1 de 5
Pregunta 2 de 5
Pregunta 3 de 5
Pregunta 4 de 5
Pregunta 5 de 5
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