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Conservación de la energía mecánica

📄 introduccion fisica 🎓 secundaria · 2° Secundaria México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 133 de Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Secundaria Grado 2°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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Respuesta rápida

La energía mecánica se conserva porque se transforma de potencial a cinética; al bajar, la gravedad impulsa el sistema sin esfuerzo del ciclista.

fisica ⭐ Dificultad 1/5 ⏱ 2 min lectura

Solución — Página 133

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

Explica, con el ejemplo del ciclista de montaña, qué significa que la energía mecánica se conserve en un sistema.

  1. Se identifica el sistema: ciclista + bicicleta forman un solo equipo coordinado.
  2. Al subir la montaña, el ciclista realiza trabajo y transmite energía al sistema; esa energía queda acumulada como energía potencial gravitatoria: E_p = mgh.
  3. Al descender, esa energía acumulada se transforma en energía cinética: E_c = \frac{1}{2}mv^{2}.
  4. Si se desprecia la fricción, la energía mecánica total se mantiene constante: E_m = E_c + E_p = \text{constante}.
Respuesta

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma; en el sistema ciclista-bicicleta, la energía invertida al subir se acumula y se libera al bajar, conservándose la energía mecánica total.

2
Ejercicio 2

¿Por qué al descender por la pendiente el binomio ciclista-bicicleta no requiere esfuerzo?

  1. Durante el ascenso, el sistema ganó energía potencial gravitatoria.
  2. En el descenso, la altura disminuye y esa energía potencial se convierte en energía cinética.
  3. La gravedad realiza el trabajo que antes hacía el ciclista, por lo que este no necesita pedalear con la misma fuerza.
Respuesta

Porque la energía potencial acumulada en el ascenso se transforma en energía cinética durante el descenso, y la gravedad impulsa el movimiento sin esfuerzo adicional del ciclista.

Contenido de la página

Conservación de la energía mecánica

Un ciclista de montaña es un deportista que usa una bicicleta especial para recorrer espacios naturales agrestes, tales como serranías y bosques, o circular por senderos de subida y bajada.

Los ciclistas transmiten su energía a la bicicleta formando un solo equipo coordinado, llamado sistema. Dicho sistema sube la montaña y, al hacerlo, se invierte la energía del ciclista para llegar a la cima. La energía invertida por el deportista se ha acumulado en el sistema y, al descender por la pendiente, el binomio entre ciclista y bicicleta no requerirá esfuerzo.

Ejemplos resueltos

Un ciclista de 70 kg sube una colina de 20 m de altura. ¿Cuál es su energía potencial gravitatoria en la cima? (g = 9.8 m/s²)

  1. Datos: m = 70\,\text{kg}, h = 20\,\text{m}, g = 9.8\,\text{m/s}^{2}.
  2. Fórmula: E_p = mgh.
  3. Sustitución: E_p = (70)(9.8)(20).
  4. Resultado: E_p = 13720\,\text{J}.

Respuesta: 13720\,\text{J}.

Diagrama

graph LR
A[Energía del ciclista] --> B[Energía potencial en la cima]
B --> C[Energía cinética en el descenso]
C --> D[Energía mecánica conservada]

Fórmulas y ecuaciones

E_m = E_c + E_p = \text{constante}

E_m = E_c + E_p

E_p = mgh

E_c = \frac{1}{2}mv^{2}

Glosario (4)

Energía mecánica
Suma de la energía cinética y la energía potencial de un sistema.
Sistema
Conjunto de elementos que interactúan entre sí, como el ciclista y la bicicleta.
Energía potencial
Energía almacenada por un cuerpo debido a su posición o altura.
Energía cinética
Energía que posee un cuerpo debido a su movimiento.

Preguntas para practicar

¿Qué sucedería con la energía mecánica si existiera fricción en el descenso?

Parte de la energía mecánica se disiparía como calor debido a la fricción, por lo que la energía mecánica total disminuiría, aunque la energía total del universo se conserva.

Temas y conceptos clave

Conservación de la energía mecánicaSistemas físicosTransformación de energíaEnergía mecánicaEnergía potencialEnergía cinéticaSistemaConservación
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Figuras de la página (1)

Ilustración decorativa de estilo folclórico mexicano con figuras simétricas en color morado y blanco.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la conservación de la energía mecánica?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se transforma la energía cuando un ciclista sube y baja una montaña?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué la energía mecánica se conserva en un sistema sin fricción?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • Concepto de energía
  • Tipos de energía
  • Fuerza y trabajo
Siguiente tema sugerido
Cálculo de energía cinética y potencial en sistemas mecánicos
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Conservación de la energia mecánica

Un ciclista de montaña es un deportista que usa una bicicleta especial para recorrer espacios naturales agrestes, tales como serranias y bosques, o circular por senderos de subida y bajada.

Los ciclistas transmiten su energía a la bicicleta formando un solo equipo coordinado, llamado sistema. Dicho sistema sube la montana y, al hacerlo, se invierte la energia del ciclista para llegar a la cima. La energia invertida por el deportista se ha acumulado en el sistema y, al descender por la pendiente, la bina entre ciclista y bicicleta no requeriráesfuerzo.

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