Juan Carlos Collantes |
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SOLUCIÓN (I): Descripción del movimiento en términos de energía | ||
Comencemos en el punto A (fig 1), aquí el cuerpo tiene una cierta energía potencial debido a la altura a la que se encuentra y, al estar en reposo, no tiene energía cinética. Su energía mecánica, en este punto, será igual a su energía potencial (Em=Ep+0). En el tramo AB (fig 2) , conforme desciende hasta el punto B su altura disminuye y, por tanto, también disminuye su energía potencial. Además la velocidad ha debido aumentar, por lo que aumenta su energía cinética.
Como hemos supuesto que no hay rozamiento, podemos afirmar que su energía mecánica no ha cambiado en todo el trayecto por lo que, forzosamente, la pérdida de energía potencial tiene que haber sido igual al aumento de energía cinética. En realidad este intercambio entre las energías cinética y potencial se produce en todo el recorrido ya que la energía mecánica no cambia en todo el trayecto. Podemos entonces deducir que, en ningún caso, el niño puede alcanzar una altura mayor que la que tenía en el apartado (sin ningún impulso adicional), ya que esto significaría que su energía mecánica ha aumentado. Por lo tanto, dejándose caer realizará casi todo el recorrido pero no llegará hasta el punto C, se quedará a una altura de 3 m. No obstante, sí que podría llegar hasta el punto C si, en el camino, consigue incrementar su energía cinética impulsándose con el pie. Esta energía adicional no puede aparecer de la nada, tiene que obtenerla de algún sitio. En este caso sería a partir de su energía interna. |