Tema 05: Trabajo, energía y campo.	Subtema 02: Conservación de la energía.		05_02_008
Origen: Resnick, I, 8,10	Nivel: 2/3	Energía potencial, cinética, MC
Un pequeño bloque de masa m desliza por una vía en forma de rizo sin rozamiento apreciable, como muestra la figura. (a)Si parte del reposo desde el punto P, ¿qué fuerzas actúan sobre la masa cuando se encuentra en el punto Q? (b) ¿A qué altura sobre el punto más bajo del rizo debe soltarse el bloque para que la fuerza que ejerce sobre la vía en el punto más alto del rizo S sea igual a su peso?

S O L U C I Ó N:

(A)

En el punto Q se tendrá energía potencial y energía cinética, y ambas provienen de la energía potencial que se tenía en el punto P:

mg5R = mgR + ½ m v² ===> 10 gR = 2gR + v² ===> v² = 8gR

La fuerza centrípeta que mantiene el giro valdrá F = ma = mv² / R = m8gR / R = 8 mg, horizontal hacia el centro de la curva.

Además, actúa su peso de valor P = mg , vertical hacia abajo.

(B)

Si el peso ha de ser igual a la reacción normal contra la curva, provocada por la fuerza centrípeta, se tendrá que mg = mv² / R ===> v² = gR

En el punto S se tendrá energía potencial y energía cinética, y ambas provienen de la energía potencial que se tenía en el punto desde el que se dejó caer:

mgh = mg2R + ½ mv² = mg2R + ½ mgR ===> 2h = 4R + R ===> h = 2,5 R

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