Física de montaña rusa: Velocidad al pie de la colina

Respuesta: 22,4 m/s

Explicación

Usando el principio de conservación de la energía, la energía mecánica total del coche de la montaña rusa (sistema cerrado) permanece constante. En la cima de la colina, el coche tiene solo energía potencial (EP = mgh). Al pie, solo energía cinética (EC = ½mv²). Igualando ambas:

mgh = ½mv² → v = √(2gh)

Dada energía potencial EP = 20.000 J, masa m = 250 kg, y g = 9,8 m/s², hallamos la altura h = EP/(mg) = 20.000/(250×9,8) ≈ 8,16 m. Luego v = √(2×9,8×8,16) ≈ 22,4 m/s.

Por tanto, la velocidad al pie de la colina es 22,4 m/s.