Energía mecánica.

El lanzamiento con arco es un deporte en el que se estira una cuerda sujeta a un arco para lanzar una flecha que impacta un blanco, como se muestra en la figura.

Teniendo en cuenta lo anterior, ¿Cómo varía la energía mecánica del sistema arco, cuerda y flecha, en función del tiempo, durante el proceso de lanzamiento de la flecha?

• Al estirar la cuerda se almacena energía cinética; después, al lanzar la flecha, toda la energía se convierte en energía potencial elástica.

• Al estirar la cuerda se almacena energía después, al lanzar la flecha, toda la energía sigue almacenada en potencial elástica.

• Al estirar la cuerda se almacena energía potencial elástica; después, al lanzar la flecha, toda la energía se convierte en cinética.

• Al estirar la cuerda se almacena energía cinética; después, al lanzar la flecha, toda la energía sigue siendo cinética.

La figura muestra un tramo de una montaña rusa sin fricción.

 

La gráfica de la energía cinética como función de la coordenada x asociada a este movimiento es

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El salto bungee se practica generalmente en puentes (ver figura). En uno de estos saltos, se utiliza una banda elástica que tiene una longitud sin estirar de 30 metros y que puede estirar 30 metros más.

En un salto, un deportista se lanzará desde un puente de 65 metros de altura. Cuando ha descendido apenas 20 metros de altura (ver figura), la transformación de energía que se habrá dado hasta ese momento será de

• energía cinética a potencial elástica.

• energía potencial gravitacional a cinética.

• energía potencial gravitacional a potencial elástica.

• energía cinética a potencial gravitacional

Un estudiante midió la energía potencial de un vagón en una montaña rusa. La gráfica representa los datos obtenidos por el estudiante.

De los siguientes modelos de montaña rusa, ¿Cuál explica la gráfica obtenida por el estudiante?

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Con una cauchera, un niño lanza una pequeña roca hacia la rama de un árbol

que se encuentra por encima de él, pero no le atina. Si t1 es el instante en el

que la roca pierde contacto con la cauchera y t2 el instante en el que la roca

alcanza su máxima altura, se puede afirmar que la energía cinética de la roca

• aumenta hasta t1, y a partir de ahí disminuye para llegar a cero en t2.

• aumenta hasta t1 y a partir de ahí se mantiene constante hasta t2.

• disminuye hasta t1 y a partir de ahí aumenta hasta t2.

• aumenta durante toda la trayectoria, incluidos t1yt2

Un estudiante observa el movimiento de una masa atada a un resorte. Él mide la energía cinética, la energía potencial y la energía mecánica de este sistema en tres instantes de tiempo y obtiene los resultados que se muestran en la figura.

El estudiante olvidó poner los nombres de las energías a cada barra, pero él sabe que la energía mecánica del sistema se mantiene constante en los tres instantes, y que en el instante 1, al estar la masa en reposo, no hay energía cinética, mientras que la energía potencial es máxima

Con base en esta información, ¿Cuál barra representa la energía mecánica, la energía cinética y la energía potencial del sistema?

• Barra 1: energía mecánica.

  Barra 2: energía cinética.

  Barra 3: energía potencial.

• Barra 1: energía potencial.

  Barra 2: energía cinética.

  Barra 3: energía mecánica.

• Barra 1: energía cinética.

  Barra 2: energía mecánica.

  Barra 3: energía potencial.

• Barra 1: energía mecánica.

  Barra 2: energía potencial.

  Barra 3: energía cinética.

Una carroza, inicialmente en reposo, es halada por varios caballos, como se muestra en la imagen.

Se sabe que la energía cinética depende de la velocidad al cuadrado de la carroza y que el trabajo que realizan los caballos es igual al cambio de energía cinética. Además, los caballos halan la carroza con una fuerza constante.

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿Cuáles de las siguientes graficas representan correctamente la energía cinética y el trabajo hecho sobre la carroza?

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Un motor de gasolina, como el que usan los automóviles, es una máquina que convierte energía química proveniente del combustible en energía cinética o de movimiento. Estos motores tienen una eficiencia del 25%, es decir, por cada 100 Joules de energía química, 25 Joules, se convierten en energía cinética, el resto se transforma en otros tipos de energía.

Si el automóvil de la figura viaja en una carretera horizontal, ¿en qué se transforma la mayoría de la energía no utilizada para mover el automóvil?

• En energía potencial gravitacional.

• En energía lumínica (luz).

• En energía calórica (calor).

• En energía elástica

Para subir una caja en un camión, una máquina la empuja a través de una rampa como se muestra en la figura.

Un investigador calcula la energía que debe recibir la caja para subirla al camión, pero cuando la máquina la suministra, no consigue llegar a la altura deseada, se mide la energía recibida por la caja y se encuentra que esta es menor que la que suministró la máquina inicialmente. Observaciones minuciosas muestran que, además hay un leve aumento de temperatura en la rampa y en las ruedas de la máquina, ¿Por qué la energía recibida por la caja es menor que le suministró la máquina?

• Porque la rampa no resiste el peso de la caja y la máquina que asciende por ella.

• Porque el peso de la caja ayuda a la máquina a subirla por la rampa.

• Porque la energía suministrada destruye cuando la caja entra al camión.

• Porque parte de la energía suministrada se transforma en calor a causa de la fuerza de fricción.

El salto alto con garrocha es un deporte que consiste en saltar la mayor altura posible superando un listón, con la ayuda de una vara; el saltador corre unos metros, clava la vara en el suelo y se impulsa hasta superar el listón, después de lo cual suelta la vara y cae sobre una colchoneta, como se muestra en la figura.

A partir de la información anterior, ¿Cuáles transformaciones de energía se dan en todo el proceso del salto con garrocha?

• Energía potencial - Energía cinética – Energía potencial.

• Energía cinética - Energía potencial – Energía cinética.

• Energía cinética - Energía eléctrica – Energía potencial.

• Energía potencial - Energía cinética – Energía térmica