Pregunta de tarea: Un juguete de 8.0 kg se deja caer desde una altura de 7.0 m. ¿Cuál es la energía cinética del juguete justo antes de que toque el suelo?

Bueno, nuestro juguete tiene una energía E, que es la suma del potencial y la energía cinética.
Entonces, cuando el juguete está en la parte superior, 7 m, tiene energía potencial, porque está en reposo (su velocidad es 0)

Ep = m * g * h

Donde m es la masa (8 kg), g es la gravedad de la Tierra (9.81 N / kg) yh es la altura (7m). Tenga en cuenta que a veces los maestros usan g = 10, para simplificar los cálculos.
En aras de la simplicidad, usaré 10. Si quieres ser exacto, usa 9.81.

Entonces, conectando nuestros números, obtenemos:
Ep = 8 kg * 7 m * 10 N / kg = 560 J

Cuando el juguete se cae, su energía se transforma de potencial a cinética.
Entonces, cuando la altura es 0, toda la energía es cinética.

Ek = 1/2 * m * v ^ 2

Entonces, sabemos que la energía se conserva, lo que significa que la energía inicial es la misma que la energía final. Habíamos calculado que la energía inicial era 560 J, lo que significa que Ek también es 560J
Sustituyendo, obtenemos que:
1/2 * 8 kg * v ^ 2 = 560

V ^ 2 = 140
Entonces, v es la raíz cuadrada de 140, que es 11.83 m / s

Para cualquier pregunta, no dude en comentar!

Justo antes de lanzar el juguete, toda la energía mecánica que tenía era solo en forma de energía potencial, ya que se elevó a esa altura del suelo y no tenía energía cinética, porque todavía no estaba en movimiento. Entonces
ME = PE = mgh = masa * acc debido a la gravedad * altura a la que se elevó
Justo antes de tocar el suelo, ha descendido al nivel del suelo y no queda PE; Toda la energía mecánica (que se conserva) está ahora en forma de energía cinética.
KE = ME = mgh como habías calculado antes

O,
energía mecánica inicial = energía mecánica final
=> energía cinética inicial + energía potencial inicial = energía cinética final + energía potencial final

Aquí, la energía cinética inicial y la energía potencial final son ambas cero.

Cuando un objeto cae del reposo, su energía potencial gravitacional se convierte en energía cinética.
En este caso m = 8Kg.
H = 7 m.
El objeto cae del reposo, por lo tanto, la energía cinética inicial es cero. Una vez que el objeto golpea el suelo, la altura es cero, por lo tanto, no hay energía potencial a nivel del suelo.
PE inicial = KE final
Por lo tanto, KE = mgH
KE = 8 * 9.81 * 7
KE = 549.36 julios

Si suponemos que toda la energía potencial se convierte en energía cinética (sin pérdidas por fricción en el aire), entonces podemos calcular la energía potencial en la parte superior y será la misma que la energía cinética en la parte inferior.

PE = mgh, h es la diferencia en altura

(8) (9.81) (7)

549,4 J

Energía cinética + energía potencial = constante

Energía potencial del objeto = masa × g × altura

Suponiendo que g = 10

U = 8 × 10 × 7 = 560

y K = 0

entonces, K + U = C

0 + 560 = 560

Ahora, U se convertirá en 0 ya que la altura será cero

K + 0 = 560

entonces, K = 560.

Ok, este es un problema muy simple con respecto a la ley de conservación de la energía. Cuando las preguntas dicen “justo antes de tocar el suelo”, significa que altura = 0. Como está pidiendo la energía cinética a altura cero, esto significa que el potencial gravitacional es 0. Debido a la ley de conservación de la energía, ahora sabemos que la energía cinética en la parte inferior es equivalente a la energía potencial en la parte superior. Ahora para el cálculo simple:

Por ejemplo, mgh
Por ejemplo, 7 * 9.8 * 8
Por ejemplo, 629 julios

Por lo tanto, la energía cinética en el fondo es de 629 julios

Aunque este tipo de preguntas tienen una respuesta estándar estándar, a menudo me he preguntado si tiene sentido afirmar que un objeto en movimiento tiene ‘Energía Cinética’. No sé cómo se mide o dónde se almacena.

También sugiere que hay una manera de saber si un objeto se está moviendo o no.

¿No es más claro describir la energía liberada en un cambio de velocidad? Es decir, ¿la energía necesaria para realizar una fuerza determinada durante un período de tiempo determinado?