SOLUCION EXAMEN ENERGÍA 1BACH 14-6

3. Define el concepto de energía y de fuerza conservativa. [0,5 cada definición correcta; 0,5 expresiones usando términos científicos en cada una]
Energía es la capacidad de un objeto de producir cambios. La energía tiene como característica su posibilidad de transformación en sus distintas formas entre sí: cinética, potencial, trabajo, calor; y que su valor en el Universo ha de ser constante.
Una fuerza conservativa es aquella que al actuar sobre un cuerpo y desplazarlo entre dos puntos del espacio, el trabajo realizado no depende del camino empleado para ir de un punto al otro. En concreto el trabajo será igual a la menos variación de la energía potencial asociada a la fuerza conservativa.

4. ¿Por qué no podemos hacer siempre uso de “m•g•h” como expresión para la energía potencial gravitatoria? [0,5 razón correcta; 0,5 expresiones usando términos científicos]

La expresión “mgh” es una aproximación a la forma exacta de la energía potencial, válida siempre y cuando los cambios en el valor de “g” no sean apreciables, ya que en el caso de planeta g depende de la distancia al centro del planeta. En el caso concreto de la Tierra se reduce por ejemplo a las inmediaciones de la superficie haciendo uso de g=9,8 m/s2.

5. Levantamos un pesado fardo del suelo a velocidad constate, y seguidamente lo trasladamos a lo largo de un pasillo, a velocidad contante igualmente. ¿Cuándo y por qué el trabajo total es nulo? ¿Cuándo y por qué el trabajo que realizamos nosotros es nulo? [0,5 cada solución correcta; 0,5 expresiones usando términos científicos]
Como el trabajo total es igual a la variación de la energía cinética, (ver ejercicio 2), y esta no varía al mantenerse siempre la velocidad constante, entonces W=0J tanto al levantar el fardo como al trasladarlo.
Otra cosa es el trabajo realizado por nosotros. En el caso del traslado el trabajo realizado por nosotros es cero, porque nuestros músculos de los brazos hacen un esfuerza para sostener el fardo, o sea contrario al peso, y por tanto vertical. Mientras que nuestro desplazamiento es horizontal. La fuerza muscular y el desplazamiento mantienen un ángulo de 90º, y por tanto el trabajo es cero.

6. Explica razonadamente por qué en una montaña rusa, incluso prescindiendo de que exista rozamiento, no podemos superar la altura inicial a la que nos subió el remonte mecánico. [0,5 solución correcta; 0,5 expresiones usando términos científicos]

Un motor en la montaña rusa nos eleva por una empinada rampa hasta la parte más elevada de la misma. En el mejor de los casos, justo cuando empezamos a caer nuestra velocidad es cero, o casi, y por tanto toda nuestra energía es potencial.
Al no haber un motor que nos impulse desde entonces, y al haber prescindido del rozamiento, la cantidad total de energía que poseemos será la misma siempre: E=mgh, la que teníamos de partida, y no se podrá superar a lo largo del trayecto. Por tanto no podremos tener más altura “h” en un punto del recorrido, ya que entonces tendríamos más energía allí que al comienzo aunque estuviéramos parados.