Tornar a la portadaFísica i Química · 3r ESO · Canviar d'assignatura
Començar gratis
ESO 3r · Física i Química
L'energia · Treball i energia

L'energia mecànica: cinètica i potencial

Un patinador baixant per una rampa, una pedra dalt d'un cingle, un dron volant a tota velocitat i a molta altura alhora. Tots tenen energia mecànica, però no del mateix tipus: uns la tenen per moure's, altres per estar a dalt, i alguns per totes dues coses.

Et convé dominar: Formes d'energia i transformacions (2n d'ESO)
Et convé dominar: Canvi d'unitats (2n d'ESO)

Energia cinètica: l'energia del moviment

Si una pilota de tennis roda a poc a poc i et topa a la cama, amb prou feines ho notes, però si t'impacta després d'un servei potent fa molt de mal, i si el que roda a poc a poc és un camió les conseqüències són demolidores: de quines variables depèn la capacitat d'un cos en moviment per produir efectes al seu voltant?

Esquema d'un cos de massa m que es desplaça amb velocitat v, al costat de la fórmula de l'energia cinètica. m v Ec = ½·m·v² energia cinètica
Practica★☆☆Sense començar
L'energia cinètica es calcula com a $E_c = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2$. Un carretó de joguina de $2\ \text{kg}$ es mou a $3\ \text{m/s}$. Calcula la seva energia…

L'energia cinètica es calcula com a $E_c = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2$. Un carretó de joguina de $2\ \text{kg}$ es mou a $3\ \text{m/s}$. Calcula la seva energia cinètica.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Una pilota de futbol de $0,5\ \text{kg}$ surt disparada a $20\ \text{m/s}$. Quina energia cinètica porta?

Una pilota de futbol de $0,5\ \text{kg}$ surt disparada a $20\ \text{m/s}$. Quina energia cinètica porta?

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Un cotxe de $1000\ \text{kg}$ circula a $72\ \text{km/h}$. a) Expressa la seva velocitat en $\text{m/s}$. b) Calcula la seva energia cinètica.

Un cotxe de $1000\ \text{kg}$ circula a $72\ \text{km/h}$.

  1. a) Expressa la seva velocitat en $\text{m/s}$.
  2. b) Calcula la seva energia cinètica.
Resoldre

Energia potencial gravitatòria

Un maó recolzat a terra no representa cap perill, però aquest mateix maó col·locat a l'ampit d'un cinquè pis acumula una capacitat destructiva evident si se subjecta i es deixa anar: quina forma d'energia emmagatzema un objecte pel simple fet d'estar elevat i de quines magnituds depèn?

Esquema d'un cos de massa m sobre un prestatge a una altura h respecte al terra, amb la fórmula de l'energia potencial gravitatòria Ep = m · g · h. terra (nivell de referència) h m Ep = m·g·h altura h sobre el terra
Practica★☆☆Sense començar
L'energia potencial es calcula com a $E_p = m \cdot g \cdot h$. Un llibre de $1\ \text{kg}$ està en un prestatge a $5\ \text{m}$ de terra (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$),…

L'energia potencial es calcula com a $E_p = m \cdot g \cdot h$. Un llibre de $1\ \text{kg}$ està en un prestatge a $5\ \text{m}$ de terra (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura.

m = 1 kg h = 5 m Ep = ?

Calcula la seva energia potencial.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Un test de $2\ \text{kg}$ està a la barana d'un balcó, a $1,5\ \text{m}$ de terra (pren $g = 9,8\ \text{m/s}^2$). Calcula la seva energia potencial.

Un test de $2\ \text{kg}$ està a la barana d'un balcó, a $1,5\ \text{m}$ de terra (pren $g = 9,8\ \text{m/s}^2$). Calcula la seva energia potencial.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Un quadre de $4\ \text{kg}$ es penja primer a $2\ \text{m}$ de terra i després es puja a $6\ \text{m}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura. a)…

Un quadre de $4\ \text{kg}$ es penja primer a $2\ \text{m}$ de terra i després es puja a $6\ \text{m}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura.

Ep = ? m = 4 kg Ep = ? 2 m 6 m
  1. a) Calcula la seva energia potencial en cada posició.
  2. b) Quina relació hi ha entre l'alçada i l'energia potencial? Expressa-la amb els nombres anteriors.
Resoldre

L'energia mecànica: suma de les dues

Una vagoneta de muntanya russa s'atura gairebé del tot al cim més alt, davalla a tota velocitat i torna a frenar mentre remunta el turó següent: quina magnitud global combina a cada instant l'altura i la velocitat de la vagoneta?

Comparació entre una grua en vol, amb energia cinètica i potencial, i una pedra immòbil en altura, amb només energia potencial. altura v = 10 m/s Ec + Ep grua: m = 5 kg només Ep pedra: m = 10 kg, v = 0 terra (h = 0)
Practica★☆☆Sense començar
Indica quin tipus d'energia mecànica té cada cos i explica per què: a) Un cotxe circulant per l'autovia. b) Una roca a la vora d'un penya-segat. c) Un avió en ple vol.

Indica quin tipus d'energia mecànica té cada cos i explica per què:

  1. a) Un cotxe circulant per l'autovia.
  2. b) Una roca a la vora d'un penya-segat.
  3. c) Un avió en ple vol.
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Quin d'aquests dos cossos té més energia mecànica (cinètica més potencial)? Calcula-la per a cadascun (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$): a) Una grua de $5\ \text{kg}$ que…

Quin d'aquests dos cossos té més energia mecànica (cinètica més potencial)? Calcula-la per a cadascun (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$):

  1. a) Una grua de $5\ \text{kg}$ que vola a $10\ \text{m/s}$ a $100\ \text{m}$ d'alçada.
  2. b) Una pedra de $10\ \text{kg}$ en repòs a $300\ \text{m}$ d'alçada.

La figura resumeix la situació:

m = 5 kg v = 10 m/s 100 m Em = ? m = 10 kg v = 0 300 m Em = ?
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Un dron de $2\ \text{kg}$ vola a $20\ \text{m}$ d'alçada amb una velocitat de $10\ \text{m/s}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura. a) Calcula la…

Un dron de $2\ \text{kg}$ vola a $20\ \text{m}$ d'alçada amb una velocitat de $10\ \text{m/s}$ (pren $g = 10\ \text{m/s}^2$), com es mostra a la figura.

m = 2 kg v = 10 m/s 20 m Ec = ? Ep = ?
  1. a) Calcula la seva energia cinètica.
  2. b) Calcula la seva energia potencial.
  3. c) Quina és la seva energia mecànica total?
  4. d) Si s'atura a l'aire mantenint l'alçària, què passa amb cadascuna d'aquestes energies?
Resoldre

Compte: duplicar la velocitat no duplica l'energia

Comparació de barres: amb velocitat v l'energia cinètica és Ec; en duplicar la velocitat a 2v, l'energia cinètica es multiplica per quatre (4·Ec). Ec v 4·Ec 2v ×4, no ×2 Ec = ½·m·v²
Practica★★☆Sense començar
Un carretó de $2\ \text{kg}$ té una energia cinètica de $100\ \text{J}$. A quina velocitat es mou? Aïlla abans la velocitat a la fórmula de l'energia cinètica.

Un carretó de $2\ \text{kg}$ té una energia cinètica de $100\ \text{J}$. A quina velocitat es mou? Aïlla abans la velocitat a la fórmula de l'energia cinètica.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Un cotxe teledirigit circula a $4\ \text{m/s}$ i la seva energia cinètica és de $40\ \text{J}$. a) Quina és la seva massa? b) Quina energia cinètica tindria si circulés…

Un cotxe teledirigit circula a $4\ \text{m/s}$ i la seva energia cinètica és de $40\ \text{J}$.

  1. a) Quina és la seva massa?
  2. b) Quina energia cinètica tindria si circulés a $8\ \text{m/s}$?
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Un turisme de $1000\ \text{kg}$ circula a $30\ \text{m/s}$ i un camió de $4000\ \text{kg}$ circula a $15\ \text{m/s}$. a) Calcula l'energia cinètica de cada vehicle. b)…

Un turisme de $1000\ \text{kg}$ circula a $30\ \text{m/s}$ i un camió de $4000\ \text{kg}$ circula a $15\ \text{m/s}$.

  1. a) Calcula l'energia cinètica de cada vehicle.
  2. b) Quin té més energia cinètica? T'esperaves aquest resultat?
  3. c) Explica, fent servir la fórmula, per què la velocitat «pesa» més que la massa en l'energia cinètica.
Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat