Ejercicios Trabajo, Energía y Potencia

EJERCICIOS DE TRABAJO ENERGÍA Y POTENCIA

1. Indicar en cual de los siguientes ejemplos no se realiza trabajo:

a)     Sostener una maleta llena de libros con las dos manos

b)     Levantar verticalmente una bolsa de la compra

c)     Arrastrar horizontalmente un objeto pesado

d)     Lanzar una piedra a un río

R: a explique

2. Si se quiere desarrollar un trabajo de 1 J desplazando un objeto I m, ¿qué fuerza se debe aplicar?

a)     10 N

b)     1 N

c)     100 N

d)     0,1 N

R: b compruebe

3. El trabajo es negativo:

a)     Si el desplazamiento es contrario a la fuerza

b)     Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento

c)     Si el desplazamiento tiene un valor negativo

d)     Ninguno, el trabajo solo puede ser positivo o nulo

R: a explique

4. Tres remolcadores llevan un barco, tirando cada uno con una fuerza constante de 3 x 10⁵ N en un recorrido de 500 m. Si la fuerza de rozamiento que ejerce el agua sobre el barco es de 1 x 10⁵ N, determinar: La resultante de las fuerzas que actúan sobre el barco. El trabajo que realiza la fuerza resultante. R: 6,8 x 10⁵N, 3,4 x 10⁸ J

5. Un balde de 15 kg es levantado 4 m, aplicándole una fuerza vertical cuyo módulo constante es 180 N. Determinar: El trabajo que realiza la fuerza, el trabajo que realiza el peso, la velocidad que alcanzará el balde, si inicialmente estaba en reposo. R: 720J, -600J, 4m/s

6. Una persona que pesa 600 N, y viaja en un ascensor desde el piso 4° hasta planta baja. Hallar el trabajo que realiza la fuerza que hace el piso del ascensor sobre ella, en los siguientes tramos de 4 m de longitud: a) Arranque con aceleración constante, de 0,5 m/s², b) Descenso con velocidad constante de 2 m/s, c) Frenado con aceleración constante, de 0,5 m/s².

R: — 2.280 J, — 2.400 J, — 2.520 J

7. El bloque de 50 kg asciende por el plano inclinado de la figura y recorre 2 m sobre el mismo, con la fuerza horizontal constante F₁ de 600 N. También actúa una fuerza de rozamiento de 100 N. Hallar: a) El trabajo que realiza F₁, b) El trabajo que realiza la fuerza de rozamiento, c) La fuerza resultante que actúa sobre el bloque, y su trabajo.

8. En una curva peligrosa, con límite de velocidad de 40 km/h, circula un vehículo a 36 km/h. Otro vehículo, de la misma masa, 2000 kg, no respeta la señal y marcha a 72 km/h. Calcular la energía cinética que posee cada uno. R: 1x105 J; 4x105 J

9. Un cuerpo de 1 kg se suelta de A recorriendo el plano inclinado de 60º con la horizontal y de superficie lisa hasta B. Luego recorre el tramo rugoso BC deteniéndose en C. Hallar la distancia “L” considerando u_k = 0,6. R 4,9 m

10. Hallar la potencia útil que dispone un motor si se le entregan 10kW de potencia y su eficiencia es de 75% R: 7,5 kW

EJERCICIOS DE DINAMICA

En todos los ejercicios considerar que la aceleración gravitacional de la tierra es 9,8 m/s².

1.      Calcular el peso de cada cromosoma humano sabiendo que tiene como promedio 1,28 10⁸ pb, y considerando que 1500 pb tiene 1 MDn.  Cuanto es el peso cuando se centrifuga a 10.000 g.

R: 1,91 10^-37 N; 1,91 10^-33 N

2.      La bala de un rifle pesa 9 g, su velocidad de salida es 800 m/s y la longitud del cañon mide 76 cm.  Calcular la fuerza aceleradora de la bala suponiéndola constante.

R: 3 789 N

3.      Un cuerpo de masa 15 kg descansa sobre un plano horizontal liso y se hace actuar sobre él una fuerza horizontal de 30 N.  ¿Qué aceleración le produce?.  Sí aplicando los 30 N empieza a moverse ¿cual es el coeficiente de rozamiento estatico?

R: 2 m/s²  ; 0,204

4.      ¿Por qué el coeficiente de rozamiento estatico debe ser mayor al coeficiente de rozamiento cinético?

5.      Si el coeficiente de rozamiento entre los neumáticos de un automóvil y la carretera es 0,5, calcular la distancia mas corta en que puede ser detenido el coche si su velocidad es de 60 km/h.

R.  28,36 m

6.      Los joyeros utilizan balanzas de brazos iguales y otros electrónicos.  ¿Cuál de los instrumentos conviene a un minero cuando de 4000 msnm van a vender el metal a nivel del mar?

7.      Un bloque que pesa 10 kg es sostenido por una cuerda que puede moverse para arriba y para abajo.  ¿Qué conclusiones pueden deducir, en cuanto al valor y sentido de la aceleración y de la velocidad del extremo superior de la cuerda, cuando la tensión de la misma es:  5, 10 y 15 kg?

8.      Un cuerpo esta suspendido de una balanza de resorte sujeta del techo de un ascensor. A) si el ascensor tiene una aceleración hacia arriba de 1,2 m/s² y la balanza indica 22,5 kg, ¿Cuál es el verdadero peso del cuerpo? B) ¿en que circunstancias indicará la balanza 17,5 kg? C) ¿Qué indicará la balanza si se rompe el cable del ascensor?

R: a) 20 kg, b) en bajada a 1,22 m/s².

9.      Un avión de transporte va a despegar de un campo de aterrizaje remolcando 2 planeadores, uno detrás del otro.  Cada planeador pesa 1200 kp, y la fuerza de rozamiento sobre cada uno puede suponerse constante e igual a 200 kp.  La tensión en el cable de remolque entre el aeroplano de transporte y el primer planeador no ha de exceder de 1000 kp.  A) si se requiere una velocidad de 30 m/s para el despegue ¿Qué longitud de recorrido es necesaria?  B) ¿Cuál es la tensión en el cable de remolque entre ambos planeadores mientras son acelerados para el despegue?

R.  183,7 m; 980 N

10.  De acuerdo al sistema en reposo, en el cesto se van colocando canicas de 90 g cada una, y cuando se alcanza 30 canicas el bloque de 5 kg empieza a moverse y luego es capaz de recorrer 40 cm en 30 s.  ¿Cuál es la fuerza de rozamiento al inicio de movimiento y en movimiento?  Tambien determinar el coeficiente de rozamiento estatico y cinético.

R: 26,46 N y 0,54; 26,45 N y 0,539

TEMA 6 TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA

TEMA 4 CINEMATICA

EJERCICIOS CINEMATICA

EJERCICIOS DE CINEMATICA

1. La línea que dibuja un móvil en su movimiento se llama

a)     Línea de movimiento

b)     Trayectoria

c)     Camino recorrido

d)     Vector de posición

R. b Compruebe

2. Si una persona cae desde un puente de 100 metros de alto, entonces:

a)     Cae 50 metros en la mitad que cae los 100 metros

b)     Cae 9,8 metros cada segundo

c)     Su velocidad aumenta 9,8 m/s cada segundo

d)     Su velocidad aumenta 9,8 m cada segundo

R: c Compruebe

3. Dos personas A y B parten en una carrera. La persona B sale con el doble de aceleración que la persona A, entonces:

a)     La persona A recorre la mitad de la distancia que la persona B

b)     La persona B requiere la mitad de tiempo para recorrer la misma distancia que la persona A

c)     La persona A obtiene la velocidad de la perona B en la mitad de tiempo

d)     La persona B tiene una mayor velocidad inicial

R: a Compruebe

4. Un coche inicia un viaje de 495 Km. a las ocho y media de la mañana con una velocidad media de 90 Km/h ¿A qué hora llegará a su destino?

R: 14:00

5. Dos automóviles que marchan en el mismo sentido, se encuentran a una distancia de 126 Km. Si el más lento va a 42 Km/h, calcular la velocidad del más rápido, sabiendo que le alcanza en seis horas.

R: 63 km/h

6. Se deja correr un cuerpo por un plano inclinado de 18 m. de longitud. La aceleración del móvil es de 4 m/s² calcular a) Tiempo que tarda el móvil en recorrer la rampa. b) velocidad que lleva al finalizar el recorrido inclinado.

R: 3 s ; 12 m/s

7. Un motorista va a 72 Km/h y apretando el acelerador consigue al cabo de 1/3 de minuto, la velocidad de 90 Km/h. Calcular a) su aceleración media. b) Espacio recorrido en ese tiempo.

R: 0,25 m/s² ; 450 m

8. Un coche lleva una velocidad de 72 km/h y se encuentra con un muro a 50 m. Si frena con una aceleración negativa de 2 m/s². ¿se detiene antes de chocar? Compruebe R: No

9. Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Calcular el tiempo que tarda en llegar al suelo.

R 4 s

10. Desde la azotea de un edificio de 30 m se cae un cuerpo. En el mismo instante y desde el suelo se lanza, en vertical y hacia arriba, otro cuerpo con una velocidad inicial de 20 m/s. ¿Cuándo y dónde se Cruzan los dos cuerpos?

R: 1,5 s y 18,95m

CLASES DE DINAMICA