Física 1 Clase 3 Ejercicio 17

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Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
Física 1 Clase 3 Ejercicio 17 
Para hallar la energía mecánica total de un sistema en un punto dado, debemos considerar tanto la 
energía cinética como la energía potencial del sistema en ese punto específico. La energía mecánica 
total representa la suma de estas dos formas de energía y es una cantidad constante en un sistema 
cerrado, siempre que no haya fuerzas externas realizando trabajo sobre el sistema. 
 
La fórmula para calcular la energía mecánica total (EM) es: 
 
Energía mecánica total (EM) = Energía cinética (EC) + Energía potencial (EP) 
 
Donde: 
- Energía cinética (EC) es la energía asociada al movimiento del sistema y se calcula como (1/2) * 
masa * velocidad al cuadrado (EC = 1/2 * m * v^2). 
- Energía potencial (EP) es la energía asociada a la posición del sistema en un campo gravitacional 
y se calcula como masa * gravedad * altura (EP = m * g * h). 
 
Explicación paso a paso: 
 
1. Asegúrate de que la masa esté expresada en kilogramos (kg), la velocidad en metros por segundo 
(m/s), la altura en metros (m) y la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s²). 
 
2. Conoce los valores de la masa del sistema (m), la velocidad del sistema en ese punto (v), la 
altura del sistema en ese punto (h) y la aceleración gravitacional (g). 
 
3. Calcula la energía cinética (EC) utilizando la fórmula (EC = 1/2 * m * v^2). 
 
4. Calcula la energía potencial (EP) utilizando la fórmula (EP = m * g * h). 
 
5. Suma la energía cinética y la energía potencial para obtener la energía mecánica total (EM). 
 
Un ejemplo: 
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Supongamos que tenemos un sistema con una masa de 2 kg que se mueve con una velocidad de 5 
m/s y se encuentra a una altura de 10 metros sobre la superficie de la Tierra. La aceleración 
gravitacional en ese lugar es de aproximadamente 9.8 m/s². 
 
Vamos a calcular la energía mecánica total: 
 
1. Calculamos la energía cinética (EC): 
 
EC = 1/2 * m * v^2 
EC = 1/2 * 2 kg * (5 m/s)^2 
EC = 1/2 * 2 kg * 25 m²/s² 
EC = 1/2 * 50 kg m²/s² 
EC = 25 J 
 
2. Calculamos la energía potencial (EP): 
 
EP = m * g * h 
EP = 2 kg * 9.8 m/s² * 10 m 
EP = 196 J 
 
3. Calculamos la energía mecánica total (EM): 
 
EM = EC + EP 
EM = 25 J + 196 J 
EM = 221 J 
 
La energía mecánica total del sistema en este punto dado es de 221 julios (J). Esto representa la 
suma de la energía cinética del movimiento del sistema y la energía potencial debido a su posición 
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en el campo gravitacional. Si el sistema no interactúa con fuerzas externas que realicen trabajo, 
esta energía mecánica total se conservará a lo largo de su movimiento.