Ayuda!, necesito que me ayuden a resolver esta cuestión teórica sobre la energia potencial, porque Ep= m * g * h = Ep = GMm/r+h si cuando la h vale 0 la Ep en el primer caso vale 0 mientras que en el segundo no?
En el caso de la primera es una energía que se desarrollará si nada se interpone en el camino de la masa y la deja acelerar, en el caso de la segunda, todo objeto tiene energía potencial incluso en el suelo, solo que algo no le deja pasarla a otro tipo como cinética, en este caso el suelo, la otra fórmula habla de la energía de atracción mientras que la primera se basa en la energía que la masa va a adquirir en una aceleración sin obstáculos.
Puedes consultar este artículo para una explicación detallada: https://www.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-gravitational-potential-energy
Saludos!
Debes tener en cuenta que cuando empleamos la expresión: EP = M*g*h, tienes que h expresa la altura del objeto con respecto a la superficie terrestre, y que consideramos que la energía potencial es igual a cero en ese nivel, por lo que la diferencia de energía potencial queda expresada: ΔEP = M*g*h - 0 = M*g*h. Debes tener en cuenta también que esta expresión es una aproximación muy buena, cuanto tratas con objetos cuya masa es mucho menor que la masa de la Tierra y, además, que la altura h es muchísimo menor que el radio terrestre.
Luego, debes tener en cuenta que cuando empleamos la expresión: EP = - G*MT*M/(RT+h), tienes que h expresa la altura del objeto con respecto a la superficie terrestre, pero consideramos que la energía potencial es igual a cero cuando el objeto está muy lejos de la Tierra.
Para visualizar la aproximación, puedes plantear la diferencia de potencial del sistema para dos posiciones: a una altura h con respecto a la superficie terrestre, y al nivel de la superficie terrestre:
ΔEP = - G*MT*M/(RT+h) - (- G*MT*M/RT) = - G*MT*M/(RT+h) + G*MT*M/RT;
extraes factores comunes, y queda:
ΔEP = G*MT*M*( -1/(RT+h) + 1/RT );
extraes denominador común en el agrupamiento, y queda:
ΔEP = G*MT*M*( -RT + RT + h ) / ( (RT+h)*RT ),
cancelas términos opuestos en el agrupamiento del numerador, y queda
ΔEP = G*MT*M*h / ( (RT+h)*RT );
luego, si tienes que la altura del objeto con respecto al suelo (h) es mucho menor que el radio terrestre (RT),
puedes despreciar el término h en el agrupamiento del denominador, y queda:
ΔEP ≅ G*MT*M*h / RT2;
ordenas factores, agrupas factores y el divisor, y queda:
ΔEP ≅ M*( G*MT/RT2 )*h,
observa que la expresión en el agrupamiento es el módulo del campo gravitatorio terrestre en la superficie de la Tierra, sustituyes, y queda:
ΔEP ≅ M*g*h, con h << RT.
Espero haberte ayudado.
alguien puede orientar para resolvver este ej? El periodo de semidesintegración de un núclido radiactivo de masa atómica 109 u, que emite partículas beta, es de 462,6 días. Una muestra cuya masa inicial era de 100 g, tiene en la actualidad 20 g del núclido original. Calcule la constante de desintegración y la actividad actual de la muestra.
Puedes plantear un modelo exponencial:
f(t) = C*ek*t, con f(t) expresada en gramos, y t expresado en días.
Luego, tienes los datos iniciales: t = 0, f(t) = 100 g,
reemplazas en la expresión de la función, y queda:
100 = C*ek*0 = C*e0 = C*1 = C,
reemplazas en la expresión de la función, y queda:
f(t) = 100*ek*t.
Luego, tienes los datos de semidesintegración t = 462,6, f(t) = 50 g,
luego reemplazas en la expresión de la función, y queda:
50 = 100*ek*462,6, haces pasaje de factor como divisor, y queda:
0,5 = ek*462,6, compones en ambos miembros con la función inversa de la función exponencial natural, y queda
ln(0,5) = k*462,6, haces pasaje de factor como divisor, y queda
ln(0,5)/462,6 = k, resuelves, y queda: -0,001498 ≅ k;
luego, reemplazas en la expresión de la función, y queda:
f(t) = 100*e-0,001498*t.
Luego, tienes que la masa actual de la muestra es f(t) = 20 g, reemplazas en la expresión de la función, y queda:
20 = 100*e-0,001498*t, haces pasaje de factor como divisor, y queda:
0,2 = e-0,001498*t, compones en ambos miembros con la función inversa de la función exponencial natural, y queda:
ln(0,2) = -0.001498*t, haces pasaje de factor como divisor, y queda:
-ln(0,2)/0,001498 = t, resuelves, y queda:
1074,391 días = t,
por lo que tienes que la muestra comenzó a desintegrarse hace 1074,391 días.
Espero haberte ayudado.
buenas a todos, ¿alguien puede resolver esto?
Una antena de radar emite en el vacío radiación electromagnética de longitud de onda 0,03 m, que penetra en agua con un ángulo de incidencia de 20º respecto a la normal. Su velocidad en el agua se reduce al 80 % del valor en el vacío. Calcule el periodo, la longitud de onda y el ángulo de refracción en el agua. c = 3·108 m s-1
Hola, tengo una pregunta teórica que dice:
Un gas a condiciones T1, p1 y V1 se expande hasta alcanzar un volumen final V2. ¿Cómo es el trabajo que se realiza isotérmica y reversiblemente, comparado con el que se realiza adiabática y reversiblemente partiendo de las mismas condiciones iniciales y llegando al mismo volumen final?
a) de igual magnitud pero de signo contrario, b) igual, c) menor ,d) mayor
Yo digo que es mayor la isotérmica por las gráficas donde esta tiene mas espacio, me confundo por que vi en cierta parte que era la (a).
hola! tengo tres cargas a lo largo del eje x, la carga q1 y q2 tienen el valor de 6MC y la del centro no se que valor tiene y me piden hallarlo teniendo en cuenta que la distancia entre q1 y q2 es de 2m y de las dos cargas y la caga del centro que es q3 es de 3,5m. Y entonces halle la fuerzaE de la carga q1 y q2 pero ahora no se como hallar la de la carga q3?? Espero ayuda o teniendo una guia de como hacerlo. Muchas Gracias
Hola.
¿Por qué la estela de agua que queda por detrás de una lancha o un barco tiene forma de V? Es una pregunta por curiosidad. Me lo explicaron en la carrera, en mecánica de fluidos, pero ahora no lo recuerdo 😅. Lo he buscado por Internet pero no encuentro la explicación.
Muchas gracias.
Un saludo.
Hola, no consigo resolver el siguiente problema:
Calcula el peso que tiene en la superficie de la Luna una persona de 80Kg de masa. Considera que la masa de la Luna es 81 veces inferior a la de la Tierra y que su radio es cuatro veces menor. Solución: 154,8N
He intentado hacerlo por la Ley de gravitación universal, pero siempre me quedan como mínimo 2 incógnitas !!! >.<
Tienes los datos:
ML = MT/81,
RL = RT/4.
Luego, plantea la expresión del módulo del campo gravitatorio en la superficie de la Tierra:
gT = G*MT/RT2.
Luego, plantea la expresión del módulo del campo gravitatorio en la superficie de la Luna:
gL = G*ML/RL2 = sustituyes: G*(MT/81) / (RT/4)2 = (16/81)*G*MT/RT2 = (16/81)*gT. ≅ (16/81)*9,8 ≅ 1,9358 m/s2.
Luego, plantea la expresión del peso de la persona en la Luna:
PL = M*gL ≅ (16/81)*80*1,9358 ≅ 154,864 N.
Espero haberte ayudado.
Hola! Tengo un problema de física, del tema de campo gravitatorio. El problema dice así:
Un satélite artificial de 500kg gira alrededor de la Luna en una órbita circular situada a 120km sobre la superficie lunar y tarda 2 horas en dar una vuelta completa.
a) Con los datos del problema, ¿se podría calcular la masa de la Luna? Explique cómo lo haría.
b) Determine la energía potencial del satélite cuando se encuentra en la órbita citada.
Cabe decir que en mi instituto no hemos dado las leyes de Kepler por lo que no sé cómo hacerlo.
Tienes los datos:
M = 500 Kg (masa del satélite),
R = 1737 Km (radio lunar),
h = 120 Km (altura orbital),
T = 2 h = 2*3600 = 7200 s (periodo orbital),
ML = a determinar,
G = 6,674*10-11 N*m2/Kg2.
Luego, plantea la velocidad angular del satélite:
ω = 2π/T = 2π/7200 = π/3600 rad/s.
Luego, plantea la expresión de la aceleración centrípeta:
acp = ω2*(R+h).
Luego, plantea la expresión del módulo de la fuerza de atracción gravitatoria entre la Luna y el satélite:
G*ML*M/(R+h)2 = M*acp, divides en todos los términos por M, y queda:
G*ML/(R+h)2 = acp, sustituyes la expresión de la aceleración centrípeta, y queda:
G*ML/(R+h)2 = ω2*(R+h), haces pasaje de divisor como factor, y de factor como divisor, y queda:
ML = ω2*(R+h)3/G, y solo tienes que reemplazar valores, y tendrás el valor de la masa lunar.
Luego, plantea la expresión de la Energía Potencial gravitatoria del sistema Luna-satélite:
EP = - G*ML*M/(R+h), sustituyes la expresión de la masa lunar, y queda:
EP = - G*( ω2*(R+h)3/G )*M/(R+h), simplificas, queda:
EP = - ω2*(R+h)2*M.
Espero haberte ayudado.