Ejercicios: Energía potencial y cinética y conservación de la energía

Define la energía cinética y la energía potencial gravitacional. Da un ejemplo cotidiano de cada una.

Clasifica cada caso como energía potencial gravitacional, potencial elástica, potencial química o cinética: (a) una liga estirada, (b) un plato de pasta, (c) un libro en un estante alto, (d) un ciclista que va por una calle.

Sofia dice: «La energía se gasta cuando una pelota deja de rodar». ¿Tiene razón? Enuncia la ley de conservación de la energía y di a dónde va la energía de la pelota.

Un carro de montaña rusa es llevado a la cima de la primera colina y se detiene un instante. Luego baja rodando. Describe cómo cambian su energía potencial gravitacional y su energía cinética al ir de la cima al fondo de la colina. Di qué pasa con la energía total si la fricción es muy pequeña.

Describe las transformaciones de energía en un circuito simple: una batería conectada a un foco. Nombra el tipo de energía en cada etapa (la batería, las cargas en movimiento, y la luz y el calor que emite el foco). Explica por qué la cantidad total de energía se mantiene igual.

Aaliyah dibuja una red alimentaria en la que el pasto es comido por un saltamontes, el saltamontes es comido por una rana y la rana es comida por un halcón. Describe cómo la energía del Sol se transforma y se transfiere a lo largo de esta red. Explica qué pasa con la energía que no se almacena en el cuerpo de cada organismo.

Una pelota de $0.5\ \text{kg}$ se suelta desde la parte alta de una rampa. Su energía se mide en tres puntos, en joules (J):

(a) Calcula los valores que faltan de energía térmica. (b) Calcula la energía total en cada punto y usa tus resultados para explicar si la energía se conserva. (c) Explica por qué la energía cinética de la pelota abajo es menor que $10\ \text{J}$.

Chloe compara tres sistemas: una planta que hace fotosíntesis, un juguete de cuerda y un columpio de un parque de diversiones. Para cada sistema, identifica una forma de energía potencial y una transformación que ocurre. Luego compara en qué se parecen y en qué se diferencian las energías potenciales gravitacional, elástica y química de la energía cinética, y explica cómo se conserva la energía en al menos uno de los sistemas.