Comprender los conceptos
* Energía potencial gravitacional (GPE): Esta es la energía que posee un objeto debido a su posición en un campo gravitacional. Se calcula como:GPE =MGH, donde:
* m =masa (kg)
* g =aceleración debido a la gravedad (aproximadamente 9.8 m/s²)
* H =altura por encima de un punto de referencia (m)
* Energía cinética (ke): Esta es la energía que posee un objeto debido a su movimiento. Se calcula como:ke =(1/2) mv², donde:
* m =masa (kg)
* v =velocidad (m/s)
Conservación de energía
El principio clave aquí es la conservación de la energía. A medida que el péndulo se balancea, su energía total (GPE + KE) permanece constante. En su punto más alto, toda la energía es GPE. En su punto más bajo, toda la energía es KE.
Resolver el problema
1. Configure la ecuación:
Dado que la energía total se conserva:
GPE (punto más alto) =KE (punto más bajo)
MGH =(1/2) MV²
2. Cancelar la masa (m):
Observe que la masa aparece en ambos lados de la ecuación. Podemos cancelarlo.
GH =(1/2) V²
3. Resuelve para la altura (h):
h =(v²)/(2g)
4. Sustituya los valores y calcule:
h =(4²)/(2 * 9.8) =0.816 m
5. Resuelve para la masa (m) usando la ecuación GPE:
GPE =MGH
224 J =M * 9.8 * 0.816
M =224 / (9.8 * 0.816) =28.1 kg (aproximadamente)
Por lo tanto, la masa del péndulo es de aproximadamente 28.1 kg.
