Transformacions i conservació de l'energia

Es desprèn una poma d'un arbre i cau a terra, com es mostra a la figura.

1. a) Què li passa a la seva energia potencial durant la caiguda?
2. b) I a la seva energia cinètica?
3. c) Explica la transformació d'energia que té lloc.

Un gronxador es balanceja entre dues alçàries màximes i passa pel punt més baix al mig, com es mostra a la figura.

1. a) En quin punt del recorregut és màxima la seva energia potencial?
2. b) On és màxima la seva energia cinètica? Raona totes dues respostes.

En un parc aquàtic hi ha dos tobogans: un comença a $3\ \text{m}$ d'alçària i un altre a $6\ \text{m}$, com es mostra a la figura.

Si no hi ha fregament, a quin arribaràs a baix amb més velocitat? Explica per què fent servir les energies.

Un bloc de $1\ \text{kg}$ cau des de $10\ \text{m}$ d'alçària sense fregament (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$).

1. a) Quina energia potencial té a dalt?
2. b) Si l'energia mecànica es conserva, quina energia cinètica tindrà en arribar a terra?

Una pilota de $2\ \text{kg}$ cau des de $5\ \text{m}$ d'alçària sense fregament (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$).

1. a) Quina energia potencial perd durant la caiguda?
2. b) Quina energia cinètica guanya?
3. c) Amb quina velocitat arriba a terra?

Una nena de $30\ \text{kg}$ es deixa caure des de dalt d'un tobogan de $7,2\ \text{m}$ d'alçària, sense fregament (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$).

1. a) Quina energia potencial té a dalt?
2. b) Amb quina velocitat arriba a baix?

En frenar una bicicleta de baixada, les pastilles de fre s'escalfen.

1. a) En què s'ha transformat l'energia cinètica que portava la bicicleta?
2. b) S'ha destruït aquesta energia? Explica què diu el principi de conservació de l'energia.

Una pilota de $0,4\ \text{kg}$ es deixa caure des de $2\ \text{m}$, rebota a terra i només torna a pujar fins a $1,5\ \text{m}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura.

1. a) S'ha conservat la seva energia mecànica?
2. b) Quanta energia ha perdut en el rebot?
3. c) En què s'ha transformat aquesta energia perduda?

Un cotxe de $800\ \text{kg}$ que circula a $20\ \text{m/s}$ frena fins a aturar-se.

1. a) Quina energia cinètica portava?
2. b) On ha anat a parar aquesta energia?
3. c) Per què és perillós tocar els discs de fre després d'una baixada llarga?

Un vagonet de muntanya russa de $200\ \text{kg}$ parteix del punt més alt, a $30\ \text{m}$, i passa per una vall situada a $10\ \text{m}$ d'alçària (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$, sense fregament).

1. a) Quanta energia potencial ha perdut?
2. b) Quanta energia cinètica ha guanyat? Explica quin principi has fet servir.

Un paquet de $2\ \text{kg}$ cau d'un helicòpter que està quiet a $45\ \text{m}$ d'alçària (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$, sense fregament), com es mostra a la figura.

1. a) Quina energia potencial té el paquet en començar a caure?
2. b) Amb quina velocitat arriba a terra?
3. c) Quan ha recorregut la meitat de la caiguda, quanta energia potencial li queda i quanta energia cinètica porta?

Un vagonet de muntanya russa de $100\ \text{kg}$ baixa des d'un cim de $30\ \text{m}$ i després intenta pujar un turó de $25\ \text{m}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$, sense fregament), com es mostra a la figura.

1. a) Aconseguirà superar el turó? Justifica-ho comparant energies potencials.
2. b) Amb quina velocitat passarà pel cim del turó?
3. c) Què passaria si el turó fes $35\ \text{m}$?

Anomena la transformació d'energia principal que té lloc en cada cas:

1. a) Una llanterna amb piles encesa.
2. b) Un panell solar carregant una bateria.
3. c) Una central hidroelèctrica produint electricitat.
4. d) Tu corrent una estona després d'esmorzar.

En una presa hidroelèctrica, $1000\ \text{kg}$ d'aigua cauen $50\ \text{m}$ sobre la turbina (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura.

1. a) Quanta energia potencial perd l'aigua?
2. b) Si la central aprofités tota aquesta energia, quanta energia elèctrica produiria?
3. c) En la realitat en produeix força menys: raona per què.

Un coet de joguina de $0,3\ \text{kg}$ s'enlaira amb una energia cinètica de $60\ \text{J}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$).

1. a) Si no hi hagués fregament amb l'aire, quina alçària màxima assoliria?
2. b) En el llançament real només puja $15\ \text{m}$: quanta energia s'ha dissipat?
3. c) En què s'ha transformat l'energia dissipada?