Energía en una rampa

¿Adónde va la energía cuando un bloque desciende y gana rapidez?

Bloque en una rampa con balance de energía en tres barrasH = 4 mh = 4 m · v = 0 m/s30°Fondo: h = 0 mEnergía (J)Potencial78,48Cinética0Térmica0Suma = 78,48 Jt = 0 s / 1,81 s · Las barras comparten la escala de 78,48 J.
Animación a 0,5× · modelo simplificado
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Una comparación cada vez

Experimenta con una guía

Repasar la clase de base →

Reconocer la transformación entre energía potencial, cinética y térmica y comprobar el balance de energía.

Comparación 1 de 3

Descender sin disipación

Usa 2 kg a 4 m del fondo y una pérdida del 0%. Avanza la animación hasta abajo. Toda la energía potencial inicial puede transformarse en energía cinética.

Al inicio hay 78,48 J de energía potencial; abajo hay 78,48 J de energía cinética y una rapidez de unos 8,86 m/s.

Cómo leer este dibujo

El bloque parte de lo alto de una rampa de 30°. La línea vertical marca la altura que aún queda por descender. Las tres barras usan la misma escala en julios: el lila es energía potencial, el verde cinética y el ámbar térmica. La referencia de altura cero es el fondo. La rampa se adapta a la altura inicial; compara las alturas indicadas y los valores en J.

Del dibujo a la gráfica

¿Qué cambia? Vamos a comparar.

Una línea muestra la relación entre magnitudes. El punto marca tu elección o el instante de la animación. Lee primero los nombres y las unidades de los ejes.

Instante: 0 s

Leer la gráfica

Actual: línea continua. Guardado: discontinua. Desliza para ver los detalles.

Un experimento cada vez

Guarda. Cambia. Compara.

Guarda los valores actuales, cambia una magnitud y observa las dos líneas en la misma gráfica. La línea guardada es discontinua. El intento se conserva en este navegador.

Comparar los valores elegidos

Y si… Compara el mismo descenso sin pérdidas y con un 20% de pérdidas. Después duplica la masa y compara la rapidez y las energías.

¿Qué está ocurriendo?

Al descender, el bloque pierde energía potencial gravitatoria y gana energía cinética. Con pérdidas, una parte se transforma en energía térmica.

La altura inicial almacena energía potencial mgh. El bloque parte del reposo en una rampa de 30°. A medida que desciende, la energía potencial disminuye. Sin pérdidas, esa disminución se transforma por completo en energía cinética. La pérdida elegida representa la fracción del trabajo de la gravedad convertida en energía térmica a lo largo de la rampa. La suma de las tres formas de energía se mantiene.

Eₚ = mgh · E꜀ = ½mv² · Eₚ + E꜀ + Eₜ = E inicial

m — masa (kg) · h — altura (m) · v — rapidez (m/s) · g = 9,81 m/s² · E — energía (J)

El modelo y sus límites

Bloque que parte del reposo, rampa rectilínea fija de 30° y gravedad constante. La fuerza disipativa es constante y vale la fracción elegida de la componente del peso a lo largo de la rampa. La animación termina abajo; no simula el movimiento después de la rampa. El dibujo se adapta a la altura; las barras comparten la escala de la energía inicial.

Pon tu idea a prueba

3 preguntas
1Un bloque de 2 kg parte de 4 m de altura. Con g = 9,81 m/s², ¿cuál es la energía potencial inicial?

2Con un 20% de pérdida a lo largo de la rampa, ¿qué parte de la energía inicial es cinética al llegar abajo?

3En la misma rampa y con la misma altura y porcentaje de pérdida, duplicar la masa hace que la rapidez final…