F2- Problemario 6-Trabajo Energia Potencia PDF

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Trabajo y energía...

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PROBLEMARIO6

TRABAJO,ENERGÍACINÉTICAYPOTENCIA

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En cierta región del plano cartesiano una partícula está sujeta a la acción de la fuerza constante dada por F = 30N i – 40N j. Determina el trabajo que esta fuerza realiza en los desplazamientos a) ∆r = -4 m i – 8 m j b) De r1 = 9 m i + 2 m j a r2 = -4 m i + 5 m j R. (a) 200 J, (b) -510 J.

R. 10.68 m/s.

R. 4116 J, -2436 J.

Un aeroplano de 15 000 kg parte del reposo en el extremo de una pista y adquiere una velocidad de 80 m/s en una distancia de 200 m bajo la acción de una fuerza constante. Calcular a) la energía cinética final b) el Trabajo desarrollado por la fuerza impulsora c) la magnitud de dicha fuerza. R. (a) 4.8 × 107 J, (b) 4.8 × 107 J, (c) 2.4 × 105 N.

R. 59.24 m. * Se lanza hacia abajo por un plano inclinado un paquete de 5 Kg con una velocidad inicial de 6 m/s. Sabiendo que el coeficiente de fricción entre el paquete y el plano inclinado es de 0.35, determine a) la velocidad del paquete después de que se ha movido d = 15 m, b) la distancia d a la cual el paquete llega al reposo.

R. (a) 3.57 m/s, (b) 23.2 m. * Una niña de 20 Kg se desliza por un tobogán desde una altura h = 2.5 m. Cuando alcanza la parte inferior lleva una velocidad de 5 m/s. ¿Cuánto trabajo realizó la fuerza de fricción entre el tobogán y la superficie de deslizamiento? R. 5.25 m. Una caja es arrastrada por un piso de 30 m de longitud por acción de un cargador que aplica una fuerza de 200 N dirigida 20° por debajo de la horizontal. a) Calcular el trabajo realizado por la persona sobre la caja. b) La caja no se acelera, calcule el trabajo de la fuerza de fricción del piso sobre la caja. R. (a) 5638 J, (b) -5638 J.

a) Calcule la potencia promedio desarrollada por el aeroplano de 15 000 kg de la columna anterior en su recorrido de 200 m. b) ¿Cuánto tiempo dura el recorrido? R. (a) 9.6 × 106 W, (b) 5 s.

PROBLEMARIO6

TRABAJO,ENERGÍACINÉTICAYPOTENCIA

 Un collarín se mueve desde el punto A hasta el punto B a través del riel . Durante ese recorrido que dura 8 s, actúa la fuerza constante F. Calcula la potencia media desarrollada por F con los valores F = 500 N, c = 7 m, d = 3 m.

R. 285 W

R. 3.6 kW. Un elevador de 400 kg parte del reposo y acelera de manera constante hasta la rapidez de 2 m/s en una distancia de 50 cm. ¿Qué potencia promedio desarrolla el motor en este período? ¿Qué potencia desarrolla al ascender a velocidad constante? R. (a) 5 520 W, (b) 7840 W. Una persona al correr disipa cerca de 0.6 J de energía mecánica por paso (1.5 m aprox.) y por kilogramo de masa corporal. ¿Cuál es la velocidad de un corredor de 70 kg que disipa una potencia de 100 W en una carrera? R. 3.57 m/s. Un resorte ideal de masa despreciable tienen 12.0 cm de longitud sin deformación. Cuando se cuelga un peso de 31.0 N del resorte, éste se deforma 13.4 cm. Si se quisiera almacenar 10.0 J de energía potencial en éste resorte, ¿cuál sería su longitud? R. 41.4 cm. Si se necesitan 80 J de trabajo para estirar 4 cm a un resorte desde su longitud no estirada, ¿cuánto trabajo adicional se requiere para estirarlo otros 4 cm? R. 240 J. * Un collarín de 4 Kg está unido a un resorte y resbala sin rozamiento en un plano vertical a lo largo de la barra ABC. El resorte está sin deformar cuando el collarín se encuentra en C y su constante es de 1200 N/m. Si el

collarín se suelta en A sin velocidad inicial, determínese su velocidad a) al pasar por B y b) cuando llega a C.

* El collar de 2.5 Kg se libera del reposo en el punto A y viaja sobre la guía sin fricción. Determine su rapidez cuando alcanza el punto C. La longitud no alargada del resorte es de 25 cm e igual al radio de la trayectoria circular r. El valor de h es 20 cm y k = 400 N/m. Considerar la acción de la gravedad.

R. 1.37 m/s. * En el problema anterior los resortes tienen una longitud sin elongación de 0.5 m. Calcule la velocidad en el mismo punto s = 0 partiendo de s = 0.5 m. R. 0.79 m/s. * Un carrito de masa m = 2 kg está sujeto a un resorte de k = 500 N/m, ver figura, la magnitud x representa la elongación del resorte. Si en la posición x0 = 10 cm se libera al carrito en reposo, calcular a) la velocidad en la posición x1 = 0, b) la menor posición x2 que alcanza hacia la izquierda y c) la velocidad en x3 = –5 cm.

R. (a) 1.58 m/s, (b) -0.1 m, (c) 1.37 m/s....