94. Problema 2 de ENERGÍA CINÉTICA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 94: Problema 2 de Energía Cinética.
Tema: Energía y Trabajo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 En este problema nos dan los siguientes datos. Nos dan la masa del ciclista que es de 68 kilogramos. Nos dan su velocidad que es de 13 kilómetros por hora. Y nos dan su altitud, vamos a llamarla H. Son 780 metros sobre el nivel del mar. Vamos a tomar como nivel de referencia el nivel del mar. Entonces el ciclista se encontraría a una altura de 780 metros por encima de ese nivel de referencia. Nos preguntan cuál es la energía que tiene el ciclista en ese momento. Entonces aquí tenemos la incógnita. Para comenzar debemos convertir esta velocidad que se encuentra en kilómetros por hora a metros sobre segundo. Entonces vamos a multiplicar por los factores de conversión necesarios. Pasamos de kilómetros a metros. Recordemos que un kilómetro tiene mil metros. Allí eliminamos kilómetros con kilómetros. Y luego multiplicamos por el factor de conversión para pasar de horas a segundos. Escribimos horas arriba, segundos abajo. Y una hora tiene 3.600 segundos. Cancelamos horas. Realizamos en la calculadora la operación 13 por 1000 y eso dividido entre 3.600 y nos da 3.61. Y esto está en metros sobre segundos. Es decir, tenemos ya la velocidad en metros sobre segundo. La energía que tiene el ciclista en ese momento es una combinación, es la suma de dos formas de energía. Entonces la energía que vamos a calcular se llama energía mecánica y es la suma de la energía cinética producto del movimiento y la energía potencial gravitatoria que es un resultado de la posición que tiene el ciclista, en este caso con relación al nivel del mar. Vamos entonces a escribir las dos expresiones para la energía cinética y la energía potencial gravitatoria. La energía cinética es igual a un medio de la masa por la velocidad al cuadrado. Y la energía potencial gravitatoria es igual a la masa por la gravedad por la altura que tiene en este caso el ciclista. Entonces vamos a reemplazar los valores que tenemos. Vamos a hacerlo por aquí. Tenemos que la energía mecánica entonces es igual a un medio de la masa del ciclista que son 68 kilogramos por su velocidad que es 3.61 al cuadrado y eso sumado con la masa que es 68 kilogramos por la gravedad. Tomamos la gravedad como 10 metros sobre segundo cuadrado entre el 10 y h que tiene un valor de 780 metros. Entonces reemplazamos el valor de h, efectuamos toda esta operación en la calculadora y nos da que la energía mecánica de este ciclista es de 530.843 joules o julios que recordemos es la unidad de energía en el sistema internacional. De esa manera hemos resuelto el problema.
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