Problemas de física para un buen desarrollo
2. Una gota de lluvia de 3.35 × 10−5 kg de masa cae verticalmente con rapidez constante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Modele la gota como partícula. Mientras cae 1.50 × 102 m,¿Cuál es el trabajo consumido en la gota,(a) por la fuerza gravitacional? (¿b) Por la resistencia del aire?
1 Respuesta
El trabajo que puede realizar la gota es igual a la disminución de su energía potencial. Para calcular la variación de la energía potencial debemos asignar un nivel 0, que podremos considerar como el nivel desde el que comienza a caer.
W = - Delta (Ep)
W = - [Ep(abajo) - Ep(arriba)] = -[3,35 · 10^(-5) · (-1,50 · 10^2) - 3,35 · 10^(-5) · 0] = 0,049 J
Este trabajo, en ausencia de rozamiento, tendría que ser igual al aumento de la energía cinética de la gota. Pero al haber rozamiento, la pérdida de energía potencial no se traduce en un aumento igual de la energía cinética, sino que ésta aumenta algo menos. En este caso, ya que la velocidad se mantiene constante, todo la disminución de energía potencial se transforma en calor por rozamiento con el aire.
W = 0,049 = Delta (Ec) + W(rozamiento)
Y como Delta(Ec) = 0
W(rozamiento) = 0,049 J
