1. Capítulo 7
Exploración 7.1: Alrededor empujar un carrito
El carro de la animación interactúa con la imagen de dos manos, si la imagen se
encuentra cerca del extremo izquierdo o derecho de la compra (posición en metros
y tiempo en segundos). Mover la imagen de lado a lado y observar el gráfico
resultante. La flecha debajo de la compra muestra la dirección y la intensidad de la
fuerza.
Definir el sistema para que sea sólo el carro y conteste las siguientes preguntas,
suponiendo que usted se está moviendo el carro un poco con el "práctico" de la
imagen.
A. ¿Es la energía del sistema constante? Si no, ¿dónde se viene?
R/la energía del sistema no es constante ya que esta depende de la
velocidad y esta ultima de la fuerza que se aplique.La energía proviene de
la imagen de las manos a esta aplicarle fuerza al carrito.
B. ¿La energía siempre disminuye si la imagen está a la derecha del
carro?¿Aumenta si la imagen está a la izquierda del carro?
R/Depende en ambos casos, porque si el carro esta estático y se impulsa el
carro de izquierda a derecha la energía aumenta, pero si el carro viene con
movimiento de izquierda a derecha la energía disminuye un instante y luego
vuelve a aumentar.
Exploración 7.2: Elección de cero para la energía potencial
La animación muestra una bola que cayó de y = 15 m sobre el suelo 15 metros
más abajo en y m = 0 (posición en metros y tiempo en segundos). En esta
animación vamos a suponer que la pelota se somete a un choque muy duro con el
suelo, lo que también ahorra energía. También se muestran dos pares de gráficos
de barras que representan a los diferentes tipos de energía asociados con la
pelota: la energía cinética (naranja) y la energía potencial gravitatoria (azul).
Losgráficos de barras de la izquierda muestran la energía cinética y la energía
potencial medido desde yref = 0 m. Los gráficos de barras de la derecha
muestranla energía cinética y la energía potencial con una variable de punto cero
de energíapotencial. Usted puede variar el punto cero de -15 m <yref <15 m,

2. cambiando el valor en el cuadro de texto y haciendo clic en el "valor de referencia
y el juego".
Cambiar el punto cero de la energía potencial de cero a una variedad de valores
positivos y una variedad de valores negativos. Conteste las siguientes preguntas
acerca de la animación.
A. ¿Es toda esta energía accesible a la pelota? En otras palabras, ¿puede que
todo convertirse en energía cinética?
R/Si se puede convertir todo en energía cinética
B. Para los cero puntos que son mayores que cero, ¿es la energía potencial
gravitatoria se desplazan hacia arriba o hacia abajo?
R/La energía potencial gravitatoria se desplaza hacia abajo
C. Para yref m = -15, ¿la cantidad de energía potencial posee el balón
comienza con? ¿Cuánto tiene cuando llega al suelo? ¿Cuál es el cambio de
energía potencial?
R/Comienza con una energía potencial de 293J, cuando llega al suelo 146J,
293-146=147J es el cambio.
D. Para yref = 15 m, ¿la cantidad de energía potencial posee el balón
comienza con?¿Cuánto tiene cuando llega al suelo? ¿Cuál es el cambio de
energía potencial?
R/ Comienza con una energía potencial de 0J, cuando llega al suelo –
148J, 0-(-148)=148J es el cambio.
E. ¿Cómo sus respuestas a (d) y (e) comparar? ¿Por qué?
R/ Son diferentes los cambios puesto que el punto de referencia es distinto
por ende las alturas son diferentes lo cual afecta el resultado de ambas.
Exploración 7.3: Choque Elástico
Las velocidades iniciales de los dos carros en la animación de arriba pueden ir
cambiado mediante la introducción de nuevos valores en los campos de texto
(posición en metros, el tiempo en segundos, y la energía en el gráfico de barras
que se da en julios). A medida que los carros se acercan uno al otro, empiezan

3. arepeler debido a los imanes realizados por cada uno de ellos, cambiando así sus
velocidades. Los dos colores con código de gráficos de barras de la derecha
muestran la energía cinética instantánea de los carros. Cuando usted consigue un
buen gráfico de aspecto, haga clic en él para clonar el gráfico y cambiar su tamaño
para una mejor visión.
A. Inicie la animación con 2 m / s y -2 m / s para las velocidades de los carros
de izquierda y derecha, respectivamente. ¿Cuál es el cambio en la energía
cinética del carrito de la izquierda? ¿El carro de la derecha? ¿Cuál es el
cambio total de la energía?
R/La energía cinética del carrito de la izquierda aumenta considerablemente
con respecto a la inicial, es decir que la cantidad de movimiento y la
velocidad es mayor al final del choque.
De manera similar ocurre con el carrito de la derecha, su energía cinética cambia
igual que su velocidad, y cantidad de movimiento disminuyen después del
choque. Aun así la energía total del sistema no cambia, está siempre se conserva
igual que al principio lo que cambia es la distribución entre los cuerpos del sistema
después de la colisión; ya que la sumatoria de la energía final siempre va a ser
igual a la sumatoria de la energía inicial del todo el sistema.
B. Simular colisiones con otros valores de las velocidades iguales pero
opuestas. ¿Cómo afecta esto a cambio de cada carrito de la energía
cinética? ¿El cambio en la energía total?
R/los choques de los carritos a diferentes velocidades provocan que estos
reboten con energía diferente a la que presentaban inicialmente , puede
pasar que la energía presente un cambio contrario al que tenía el cuerpo,
es decir, que si su energía cinética era menor luego de la colisión podría
aumentar o disminuir en caso contrario.No hay cambios estas se conservan
igual por ser un choque elástico.
C. Detener la animación tal como la colisión está a punto de tener lugar y dar
un paso adelante en el tiempo para que la animación se detiene durante el
proceso de colisión. ¿Qué pasa con la energía total durante el proceso de
colisión?
R/la energía se disminuye notoriamente durante este instante donde se
presenta la colisión de los cuerpos, claro es algo muy breve del instante ya
que nuevamente su energía vuelve a ser como estaba inicialmente, esto se
debe a que la cantidad de movimiento disminuye en ese preciso momento.

4. D. ¿El último resultado implica que el sistema de dos carros no está aislado?
R/si podemos decir que es un sistema aislado ya que estos nunca son
perfectos, pero se puede concluir que en este caso el sistema si es aislado
ya que no hay transferencia de energía o masa con el entorno.
E. Ejecutar la animación con 1 m / s y -2 m / s para las velocidades de los
carros deizquierda y derecha, respectivamente. ¿Cuál es el cambio en la
energía cinética total producido por la colisión?
R/como ya se había mencionado anteriormente la energía cinética total del
sistema se conserva tal cual como al principio de la acción solo que
después de ella cambia la distribución de energía entre los cuerpos que
intervienen en el sistema.
Exploración 7.4: una bola golpea una masa unida a un resorte
Cada vez que los objetos interactúan, la energía es susceptible de ser convertida
de una forma a otra y / o disipada (posición en metros y tiempo en
segundos).Considere la posibilidad de dos modelos de una pelota que cae de un
rectángulo de 0,4 kg unida a un resorte sin masa. Después de la colisión de las
masas se unen y oscilar. Animación 1 representa una condiciones ideales de
primavera y sin fricción, mientras que la animación 2 representa una fuente más
realista, y la fricción se cobra su peaje inevitable en el sistema (sólo la energía
cinética de la pelota se muestra en el gráfico). Considere un sistema formado por
la masa, el rectángulo y el muelle sin masa a medida que contestar las siguientes
preguntas. La energía potencial del resorte es cero cuando el resorte es
comprimido y, puesto que el muelle es sin masa, no tiene energía cinética.
A. ¿Qué es la energía inicial del sistema?
R/ según lo que podemos ver en las gráficas la energía del sistema
inicialmente es de 15joule pero luego de la colisión cambia ya que la
energía cinética se transforma por la fricción de los cuerpos, es decir que
sus fuerzas son disipativas.
Conteste las siguientes preguntas para cada animación.
B. ¿Cuál es la energía del sistema inmediatamente después de la colisión?
R/ la energía del sistema después de la colisión va descendiendo debido a
que en ese momento no hay movimiento, además este es un choque donde

5. sus cuerpos sufren deformaciones quedando unidos oscilando hasta
detenerse.
Exploración 7.5: arrastrar la bola para determinar el PE (x)
La energía potencial es la energía asociada con la configuración de un objeto o un
sistema (posición en metros y el tiempo en segundos). Puesto que la energía
potencial se puede convertir en energía cinética, de manera operativa para
determinar la energía potencial es dejar que el sistema evolucione a partir de una
configuración desconocida a una configuración conocida y medir la energía
cinética. Usted puede utilizar esta técnica para medir y trazar las funciones
potenciales de energía, PE (x). Trazar la energía potencial como una función de la
posición de ambas animaciones. Nótese que estas interacciones pueden o no ser
interacciones físicas.
Procedimiento: la reposición se inicializa el sistema a un potencial de energía
conocida. Esta configuración inicial ha sido marcada con un pequeño punto rojo.
Supongamos que esta configuración tiene cero de energía potencial, PEO = 0, y el
objeto tiene una masa de 1 kg. Usa el ratón para mover el objeto a una nueva
posición y lo liberan. El objeto tiene velocidad inicial cero, cuando se libera. Si el
objeto vuelve a la posición original que se puede registrar la velocidad y calcular la
energía cinética. Esta energía cinética debe haber venido de la energía potencial
en la nueva posición si la interacción es conservadora.
Nota: La animación se detendrá después de 100 s.

Animación 1:
Datos
M=1kg
V=4.16 cm/s
Ec= 1/2m.v2
Ec=1/2.1kg(4.16cm/s)2
Ec=1/2kg.17.4724cm2/s2
Ec=8,7362 J

6. 
Animación 2
Datos:
M=1kg
V=13.24 cm/s
Ec= 1/2m.v2
Ec=1/2.1kg (13.24cm/s) 2
Ec=1/2kg.175.29cm2/s2
Ec=87.645 J
Exploración 7.6: Interacciones Diferentes
Las animaciones muestran una bola roja que se puede arrastrar con el ratón
(posición en metros, el tiempo en segundos, y la energía en el gráfico de barras
que se da en julios). El gráfico de barras que muestra el negativo de la fuerza
sobre la bola integrada sobre el desplazamiento desde el origen. Esta es la
negativa de la labor realizada en la pelota para llegar a esta posición. Esta
integral, cuando la fuerza es conservadora, es también la energía potencial
asociada con el balón cuando está en esta posición. También se muestra una
mesa con un cálculo de la posición y el negativo de la obra.
A. Describa brevemente la fuerza en cada animación.
R/
Animación 1: la fuerza es positiva y entre más se aleja del punto negro es
mayor.
Animación 2: la fuerza es negativa siempre y cuando se mueva en el eje y
por q en el eje x es 0
Animación 3: cuando la bola está del lado izquierdo del punto y se mueve
sobre el eje Y la fuerza es positiva pero cuando x se acerca a cero la fuerza
es negativa, de igual manera sucede del lado derecho solo q este es lo
contario la fuerza es negativa y cuando x se acerca a cero es positiva
Animación 4: la fuerza es negativa siempre no importa el punto donde este
la bola
Animación 5: cuando la bola se mueve sobre el eje x la fuerza es negativa y
cuando se mueve sobre el eje Y es positiva
B. ¿Cuál de las fuerzas es conservador? ¿Por qué?
R/la 2, 3,4 y la 5 son fuerzas conservadoras porque no hay fuerzas de
rozamiento en estas.

7. C. Para las fuerzas conservadoras, dibujar la función de energía potencial.
R/Animación 2: v_ (g)=muy