Guia Trabajo Energia-Impulso-Momentum lineal PDF

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Guía de ejercicos sobre IMPULSO-MOMENTUM-TRABAJO-ENERGÍA en la cual se encuentran 21 ejercicios con respuestas y otros 11 sin respuestas para practicar...

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IMPULSO-MOMENTUM-TRABAJO-ENERGÍA

1.

Una pelota de baseball pesa 150 g. a) Si la velocidad de la pelota es 24 m/s y después de ser bateada pasa a 36 m/s en sentido opuesto, calcúlese de su cantidad de movimiento, así como el impulso del golpe. b) Si la pelota permanece en contacto con el bate durante 0.002 s. Hállese la fuerza media del golpe. Resp.: Δp = I = -9 Kg m/s F = -4500 N

2.

En un penal, el futbolista le da un chute a la pelota de 450g logrando que salga disparada a 100km/h. a) ¿qué cantidad de movimiento le imprimió al balón? b) Si la interacción dura 0.8s, determine la fuerza media del golpe. Resp.: Δp = 12.5 Kg m/s (=Impulso) F = 15.6N

3.

Un proyectil de masa 0.05 (Kg) que se mueve con velocidad de 400 m/s penetra una distancia de 0.1 (m) en un bloque de madera firmemente sujeto al suelo. Se supone constante la fuerza aceleradora (deceleradora). Calcule: a) la aceleración del proyectil, b) la fuerza aceleradora, c) el tiempo que dura la aceleración, d) el impulso del choque. Resp.: -800.000 m/s2;

4.

-40.000 N; 0.5 ms; -20 N.s

Una persona eleva un objeto de 2 Kg verticalmente a velocidad constante hasta una altura de 1.5 m. a) ¿Qué trabajo realiza: i) la fuerza neta sobre el objeto? ii) el hombre? iii) la fuerza de gravedad? Resp.: i) 0 J:

ii) 29,4 J

iii) -29,4 J

b) ¿Qué trabajo realizará la persona si arrastra el objeto sobre un plano inclinado de longitud 5 m, sin roce, (actuando con una fuerza paralela al plano) para alcanzar la altura de 1.5 m? Resp.:'29,4'J 5.

Una persona jala un resorte alargándolo 3cm, lo que requiere una fuerza máxima de 75N. a) ¿Cuánto trabajo hace la persona? b) Si la persona comprime el resorte 3cm, ¿cuánto trabajo hace ahora? Resp: 1.1 J (k=2.5x103N/m)

6.

Trabajo total o neto: Un bloque de 0.75 kg se desliza con velocidad uniforme bajando por un plano inclinado de 20º.

v 20º L= 1.2 a)

Cuánto trabajo efectúa la fuerza de fricción sobre el bloque mientras se desliza longitud total del plano? b) ¿qué trabajo neto se efectúa sobre el bloque? c) Comente el trabajo neto efectuado si el ángulo del plano se ajusta de manera que el bloque acelere al bajar

7.

Un helicóptero ligero de 500kg, asciende desde el suelo con una aceleración de 2m/s2 durante un intervalo de 5 segundos. ¿Cuál es a) El trabajo realizado por la fuerza de ascensión b) El trabajo realizado por la fuerza gravitacional c) El trabajo neto que se realiza sobre el helicóptero? Resp: 1.49x105J -1.23 x105J y 2.5X x104J

8.

Sobre un cuerpo de 10 Kg. actúan las siguientes fuerzas: F = 60 N, el peso y la Froce = 5 N. a) ¿Cuánto vale N? b) Determine el trabajo realizado por c/u de las fuerzas señaladas cuando el cuerpo se desplaza horizontalmente 3m hacia la derecha. c) ¿Cuánto vale el trabajo hecho por la fuerza neta sobre el cuerpo? Compare ésta con la suma de los trabajos calculados en b). Resp.: a) ฀฀N฀฀ =70 N b) WF = 155.88 J c) 140.88 J

F

Wfroce = - 15 J WP = 0

30º

Fuerza roce

P 9.

Otro trabajo sobre un cajón: Un cajón de 50kg es jalado 40m a lo largo de un piso horizontal por una fuerza constante ejercida por una persona, Fpersona= 100N, que actúa según un ángulo de 37º con respecto a la dirección del movimiento. El piso es rugoso y ejerce una fuerza de fricción Ffr=50N. Determine el trabajo hecho por cada fuerza que actúa sobre el cajón y el trabajo neto hecho sobre el cajón. Resp.:

Wpersona = 3200 J

Wfr = -2000J

Wpeso=0J

WNormal=0J

10. Un cuerpo de masa m = 5.0 (Kg) se encuentra suspendido de una cuerda que pasa por una pequeña polea sin roce (ver figura). En el otro extremo de la cuerda, partiendo de A, una persona ejerce una fuerza de 60 (N) y jala la cuerda subiéndola verticalmente. En cierto instante, habiendo subido el cuerpo 2m (es decir cuando pasa por el punto B): a) ¿Cuál es el trabajo realizado por la persona? b) ¿Cuál es el aumento observado en la energía potencial del cuerpo al pasar de A hasta B? c) ¿Cuál es la energía cinética adquirida por el cuerpo al pasar de A hasta B? d) ¿Cuál es la velocidad que alcanza en B? Resp.: a) 120 J b) 100 J

c) 20 J

v B 2m

d) 2.83 m/s

A 11. Un hacendado posee en sus tierras una pequeña caída de agua, cuya altura es de 10 (m) y cuyo flujo es de 500 (litros/s). El hacendado verifica que para la instalación eléctrica completa de la hacienda (uso doméstico, motores, máquinas, etc.) necesita una potencia de 70 KW. ¿Sería suficiente la instalación de un motor hidroeléctrico que utilizase la energía potencial gravitacional de la caída de agua para proveer la potencia deseada? Resp.: Potencia producida = 50 KW

12. Un estanque, cuya capacidad es de 2000 litros, está situado a 8 m de altura encima de un depósito. Una bomba elevadora funcionando durante 20 minutos llena completamente el estanque. a) ¿Cuál es (en N) el peso total del agua ubicada por la bomba? (considere g = 10 (m/s2). b) ¿Cuál fue el trabajo total realizado por la bomba para elevar el agua hasta el estanque? c) ¿Cuál es la potencia desarrollada por el motor de la bomba para realizar el trabajo? Resp.: a) 20000 N

b) 160000 J

c) 133.33 Watt

13. Un automóvil de peso W = 1000 Kp está subiendo una cuesta de 1000 m de desnivel. Si en la parte inferior de la cuesta su velocidad era de: v1 = 60 Km/h y en la parte superior de esta es de v2 = 50 Km/h., encuentre: a) Energía cinética del auto arriba y abajo de la cuesta. b) Energía potencial gravitacional del auto con respecto al nivel interior de la cuesta, cuando éste está arriba y abajo. c) Energía mecánica total del auto arriba y abajo de la cuesta (considere solo energías cinética y potenciales gravitatorias). d) Si existe diferencia en las energías mecánicas totales del auto calculadas en c) ¿Qué fuerzas no consideradas anteriormente pueden ser responsables por dicha diferencia? Resp.: a) Ec1 = 1/2 M v12 = 138888 J; Ec2 = 1/2 M v22 = 96451 J b) Ep1 = 0 J; Ep2 = Mgh = 1000 x 9.8 x 1000= 9800000J c) E = Ep + Ec; E1 = 138888 J; E2 = 9896451 J d) roce con: aire, rodamientos, pavimento, etc. (pérdida de energía). Fuerza motriz del motor del auto que está haciendo trabajo positivo sobre el auto (entrega energía).

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