1. Una pelota se deja caer libremente en condiciones de vacío desde lo alto de una torre de 20 metros de altura, como se indica en la figura 21.
¿Con qué rapidez llega al suelo?
SeaAel punto del cual se suelta la pelota yBel punto donde llega a impactar el suelo.
Simes la masa de la pelota, hla altura respecto del suelo desde donde es soltada ygla aceleración de gravedad del lugar, entonces, la energía mecánica total de la pelota enA, respecto del suelo, debe serEA = mgh, y enB, , en que v es la rapidez con que llega al suelo.
EnAsu energía cinética es cero debido a que parte del reposo y enBla energía potencial es cero porqueh = 0.
Ahora bien, como las condiciones son de vacío, no hay roce y, por lo tanto, la energía mecánica de la pelota enAy enBdeben ser iguales ; es decirEB = EA, por lo tanto : Despejando encontramos que.
Comoh = 20 metros, si consideramosg = 10 m / s2tendremos quev = 20 m / s.
Nota que la masa de la pelota se simplifica y por lo tanto no es un dato relevante en el problema ; en otras palabras, la ley de conservación de la energía ratifica el hecho de que, en condiciones de vacío, todos los cuerpos caen de la misma manera independientemente de la masa que posean.