1. Energía potencial en la parte superior:

* La caja tiene energía potencial (PE) debido a su altura. La fórmula para la energía potencial es:

PE =MGH

dónde:

* m =masa (20 kg)

* g =aceleración debido a la gravedad (9.8 m/s²)

* H =altura (4.0 m)

* Calcule la energía potencial:

PE =(20 kg) (9.8 m/s²) (4.0 m) =784 J (Joules)

2. Conservación de la energía:

* A medida que cae la caja, su energía potencial se convierte en energía cinética (KE). La energía mecánica total (PE + KE) permanece constante.

* La fórmula para la energía cinética es:

Ke =(1/2) MV²

dónde:

* m =masa (20 kg)

* v =velocidad (lo que queremos encontrar)

3. Configuración de la ecuación:

* En la parte superior, toda la energía es energía potencial (PE =784 J).

* En la parte inferior, toda la energía es energía cinética (ke =784 j).

* Por lo tanto:

Ke =PE

(1/2) MV² =MGH

4. Resolución de velocidad:

* Cancelar la masa (m) en ambos lados:

(1/2) v² =gh

* Multiplica ambos lados por 2:

V² =2GH

* Tome la raíz cuadrada de ambos lados:

V =√ (2GH)

* Sustituya los valores:

V =√ (2 * 9.8 m/s² * 4.0 m)

V =√ (78.4 m²/s²)

V ≈ 8.85 m/s

Por lo tanto, la velocidad de la caja cuando llega al piso es de aproximadamente 8.85 m/s.