Ramas de la FísicaPara su estudio, la física se puede dividir en tres grandes etapas: la Física clásica, la Física moderna y la Física contemporánea. La primera se encarga del estudio de aquellos fenómenos que ocurren a una velocidad relativamente pequeña, comparada con la velocidad de la luz en el vacío, y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas. La segunda se encarga de los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz, o valores cercanos a ella, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores; fue desarrollada en los inicios del siglo XX. La tercera se encarga del estudio de los fenómenos no-lineales, de la complejidad de la naturaleza, de los procesos fuera del equilibrio termodinámico y de los fenómenos que ocurren a escalas mesoscópicas y nanoscópicas. Esta área de la física se comenzó a desarrollar hacia finales del siglo XX y principios del siglo XXI.

Dentro del campo de estudio de la Física clásica se encuentran:

Mecánica: mecánica clásica | mecánica de medios continuos | mecánica de fluidos Termodinámica y mecánica estadística Mecánica ondulatoria: acústica | óptica Electromagnetismo: Electricidad | Magnetismo | Electrónica Relatividad (Electrodinámica): teoría especial de la relatividad | teoría general de la relatividad | Gravitación Dentro del campo de estudio de la Física moderna se encuentran:

Mecánica cuántica: Átomo | Núcleo | Física química | Física del estado sólido Física de partículas Dentro del campo de estudio de la Física contemporánea se encuentran:

Termodinámica fuera del equilibrio: Mecánica estadística |Percolación Dinámica no-lineal: Turbulencia | Teoría del Caos | Fractales Sistemas complejos: Sociofísica | Econofísica | Criticalidad autorganizada | Redes complejas Física mesoscópica: Puntos cuánticos Nano-Física: Pinzas ópticas

Energía Cinética = m * (v^2) / 2Energía Potencial Gravitatoria = P * hEnergia Mecánica = Energia Cinética + Energía Potencial

Donde:m = masa del objeto en Kgv = velocidad en m/s, ^2 significa elevado al cuadradoP = peso del objeto en Newtons (N) = m * gh = altura a la que se encuentar el objeto en metros (m)La energia Cinética, Potencial, y Mecanica, se mide en Joule (J)

-> Al principio, el objeto esta separado del suelo, por lo tanto, almacena Energia Potencial Gavitatoria, simbolizada por la letra U la cual es:

U = 98 [N] * 20 [m] = 1960 [J]

(98 [N] es el peso del objeto, es decir, 10 [Kg] * 9,8 [m/s^2]

Como el objeto esta sujeto, no se mueve, su velocidad es 0, y por lo tanto, su energía cinética, que en fisica generalmente se simboliza con la K, es 0:

K = 0 [J]

Por ultimo, recordemos que la energía mecánica del objeto es la suma de la energía potencial y la energía cinética, por lo tanto, la energía mecánica serían 1960 [J]:

Energia Mecánica = K + U = 1960 [J]

-> El Principio de la Conservación de la Energía nos dice que la Energía Mecánica durante la caída se conserva, siempre es la misma, 1960 [J]. Asi que mientras el objeto cae, la energía potencial disminuye porque la altura disminuye, por lo tanto, la Energía Cinética aumenta para que la suma se mantenga constante en 1960. Entonces, cuando el objeto está a 5 m del suelo, sigue teniendo una energía mecánica total de 1960 [J]:

Energía Mecánica = K + U = 1960 [J]

La energía Potencial a 5 metros seria:

Energia Potencial Gravitatoria = K = 98 [N] * 5 [m] = 490 [J]:

Para calcular la energía cinética a partir de la fórmula que te dí, tendríamos que calcular la velocidad con las ecuaciones de movimiento en caída libre, pero nos podemos ahorrar ese paso, porque ya conocemos la energía mecánica y la energía potencial, solo tendriamos que reemplazar:

1960 [J] = 490 [J] + K

K = 1960 [J] - 490 [J] = 1470 [J]

Ahi tenemos la energía cinética. Para saber a que velocidad se esta moviendo en el instante en que el objeto va pasando a 5 metros de altura del piso, reemplazamos todas las variables conocidas en la formula de la energía cinética, y despejamos la velocidad

K = m * (v^2) / 2

1470 [J] = 10 [Kg] * (v^2) / 2

1470 [J] = 5 (v^2)

v^2 = 294

v = raiz cuadrada de 294v = 17,1 [m/s]

Esa es la velocidad a la que esta cayendo el objeto en el instante en que esta a 5 metros del suelo