Ejercicios: Disipación de energía mecánica

Cuando un auto frena hasta detenerse, su energía cinética disminuye hasta ser cero. Explicá en qué otra forma de energía se transforma principalmente y en qué partes del auto se nota.

Frotá tus manos con fuerza durante unos segundos. Explicá qué fuerza actúa, qué transformación de energía ocurre y qué sentís en las manos.

Un niño se deja deslizar por un tobogán de plaza y llega abajo con menos energía cinética que la energía potencial que tenía arriba. Indicá si la energía «desapareció» y explicá a dónde fue la diferencia.

Una pelota se suelta desde $2\,\text{m}$ de altura y, después de rebotar en el piso, sube solo hasta $1{,}5\,\text{m}$. Si la masa de la pelota es de $0{,}4\,\text{kg}$, calculá cuánta energía mecánica se perdió en el rebote. Tomá $g = 10\,\text{m/s}^2$ y explicá qué ocurrió con esa energía.

Camila viaja en bicicleta con una masa total (ella y la bicicleta) de $60\,\text{kg}$ y una rapidez de $5\,\text{m/s}$. Frena hasta detenerse. Calculá la energía cinética inicial y explicá qué pasó con ella. Si el rozamiento de los frenos y del piso es la única fuerza que realiza trabajo y la distancia de frenado fue de $5\,\text{m}$, calculá el valor de esa fuerza de rozamiento, supuesta constante.

Santiago deja caer desde una altura de $5\,\text{m}$ una bolita de $0{,}1\,\text{kg}$. Llega al piso con una rapidez de $9\,\text{m/s}$, y no con la que correspondería a una caída sin rozamiento. Calculá la energía potencial inicial, la energía cinética final y la energía disipada por la resistencia del aire. Tomá $g = 10\,\text{m/s}^2$.

Un auto de $1.000\,\text{kg}$ viaja por la Rambla a $20\,\text{m/s}$ y otro idéntico a $40\,\text{m/s}$. Ambos frenan con la misma fuerza de rozamiento constante de $5.000\,\text{N}$. Calculá la distancia de frenado de cada uno usando la relación entre trabajo y energía, compará los resultados y explicá qué enseñanza dejan sobre la velocidad máxima permitida en las rutas.

Florencia suelta una pelota de $0{,}2\,\text{kg}$ desde $1{,}8\,\text{m}$ de altura y en cada rebote conserva el $80\,\%$ de la energía mecánica que tenía antes de chocar. Calculá la altura máxima que alcanza después del primer y del segundo rebote. Analizá qué sucede con la energía total del sistema a medida que rebota y explicá por qué la pelota nunca vuelve a la altura inicial. Tomá $g = 10\,\text{m/s}^2$.