Problemas DE Trabajo, Energia Y Potencia PDF

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PROBLEMAS DE TRABAJO Y ENERGIA 1.- Se deja caer una piedra de 2.5 Kp desde una altura de 72 m, por encima del suelo. Encontrar: a).- La EC, EPG y EM total a la mayor altura y al nivel del suelo. b).- La EC, EPG y EM total en el punto situado a 15 m por encima del suelo. c).- Demuéstrese que la Energía total se conserva en cada punto. Despréciese la fricción. Respuestas: a).- EC = 0, EPG = 180 Kpm, EM = 180 Kpm; b).- EC = 142.44 Kpm, EPG = 37.5 Kpm, EM = 180 Kpm.

2.- Una caja que tiene una masa de 25 Kg parte del reposo desde lo alto de un plano inclinado y se desliza hacia abajo 8 m de largo. El punto más alto del plano inclinado es de 5 m. Si su velocidad en la base del plano es de 7 m/s. Encontrar: a).- La energía perdida por la fricción. b).- La fuerza de fricción. c).- El coeficiente cinético de fricción. Respuesta a).- 612.5 J, b).- 76.6 Nw, c).- 0.4 3.- Un bloque de 50 Kp es empujado una distancia de 6 m subiendo por una superficie de un plano inclinado de 37° con la horizontal, mediante una fuerza de 50 Kp paralela a la superficie inclinada. El bloque parte del reposo y el coeficiente cinético de rozamiento entre el bloque y la superficie es de 0.2. Calcular: a).-El trabajo realizado por la fuerza de 50 Kp. b).- El aumento de la EC y EPG del bloque. c).- La energía convertida en calor por el trabajo de la fricción. Respuesta: a).- T = 300 Kpm, b).- EC = 71.6 Kpm, EPG = 180.5 Kpm, C).- 47.9 Kpm 4.- Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota de 0.4 Kg de masa con una velocidad inicial de 30 m/s. Calcular: a).- el valor inicial de la EC y EPG. b).- El valor de la EC y EPG a los 1, 2 y 3 seg. c).- El valor de la EC y EPG a la máxima altura. d).- Demuestre que la Energía total se conserva en todos los pasos. Respuestas: a).- EC = 180 Nw, EPG = 0 Nw, B).- EC = 81.61J, 21.63J, 0.072J; EPG = 98.4J, 158.37J, 179.93J; c).- EC= 0, EPG = 180 J 5.- Un automóvil se mueve con una velocidad inicial de 15 m/s. Si se suelta el acelerador para que se detenga solo y la fricción es de 2.5N. Calcular: a).- La distancia que recorre el automóvil antes de detenerse. b).- El tiempo que tarda en detenerse. 6.- Un bloque de 10Nw se le da un impulso inicial el cual le proporciona una velocidad de 9.8 m/s, justo cuando empieza un plano inclinado con un ángulo de inclinación de 37° con la horizontal. Se observa que logra subir una distancia de 5 m a lo largo de la superficie inclinada, se detiene por un instante y se desliza hacia abajo nuevamente hasta el punto de partida. Calcular: a).- la fuerza de rozamiento cinético que actúa sobre el bloque; b).- la velocidad del bloque cuando vuelve al pié del plano; c).- la aceleración que lleva cuando regresa. Resp. a).- 3.8 Nw; b).- 4.7 m/s; c).- 2.2 m/s 2.

7.- La potencia de un motor eléctrico es de 500 w; ¿a qué velocidad constante puede elevar una carga de 9 800 Nw? 8.-Un cuerpo cuyo peso es de 10 N se levanta a una altura de 1m ¿A cuánto equivale el trabajo realizado?. Si el mismo cuerpo es empujado en forma horizontal con una fuerza de 3N y se desplaza 2 m, con una velocidad constante ¿A cuánto equivale el trabajo realizado? 9.- Una persona cuyo peso es de 588 N sube por una escalera hasta una altura de 10 m. La escalera tiene una longitud de 17m. Calcular: a).- Trabajo realizado. b).- Si la longitud de la escalera aumenta o varía su inclinación sin variar su altura ¿cambia el valor del trabajo que es necesario para alcanzar la altura de 10m? Explique su respuesta. 10.- a).- Una persona levanta una pesa de 1470 N desde el suelo hasta una altura de 1.9m ¿Cuál es el trabajo realizado? b).- Una vez que la ha levantado, camina sobre el suelo 3 m. ¿cuál es el trabajo realizado ahora? 11.- Una caja que pesa 125 Kp es empujada con una velocidad constante, se sube por un tablón de roble inclinado 20° con la horizontal con una longitud de 5m, si se requiere que siga a velocidad constante y su coeficiente de rozamiento cinético es de 0.25 encontrar: a).- La fuerza paralela al plano aplicada a la caja, para que se pueda cumplir con lo que se requiere. b).- El trabajo realizado por esa fuerza. c).- La EPG en la cima. d).- El trabajo efectuado en contra de la fricción. e).- Demuestre que la energía se conserva. 12.- Calcular el tiempo que requiere un motor de un elevador cuya potencia es de 37 500W para elevar una carga de 5 290 N hasta una altura de 70 m. 13.- Iniciando el movimiento desde el reposo, un automóvil de masa 1000 Kg adquiere una velocidad de 20 m/s en una distancia de 160 m. Suponiendo que la aceleración sea constante, encontrar: a) La aceleración; b) el tiempo; c) la fuerza que se requiere para aumentar la velocidad; d) la cantidad de movimiento; e) el impulso. Resp. a) 1.25 m/s 2; b) 16 seg; c) 1,250 N; d) 20 000 Kg m/s. 14.- Un anuncio publicitario pregona que cierto automóvil de 1200 Kg de masa puede acelerarse desde el reposo hasta una velocidad de 25 m/s en un tiempo de 8 seg. ¿Qué potencia media debe desarrollar el motor para originar esta aceleración? De el resultado en Hp e ignórese la pérdida por rozamiento. 62.84 Hp 15.- Un motor de 0.25 Hp se usa para levantar una carga con una rapidez de 5.0 cm/s ¿Cuál es la máxima masa, que pueda levantarse con esta rapidez constante, por unidad de tiempo?. Resp 380.61 Kg. 16.- Como se muestra en la figura, una pelota de 5 gr se desliza sobre un riel, si parte del reposo en el punto A y sólo llega a la altura del punto C ¿De qué valor es el Trabajo producido por la fricción?.

17.- Un cuerpo de masa 4 Kg se encuentra a una altura de 15 m. Calcular: a) La Energía Potencial y la Energía cinética a esa altura; b) Si se deja caer libremente, ¿cuánto es el valor de su Energía cinética y Potencial cuando ha recorrido una distancia de 7 m?; c) El valor de la Energía Cinética y Potencial en el preciso instante en que choca contra el suelo. 18.- Un automóvil que pesa 320 Kp, va cuesta abajo por una pendiente que tiene un ángulo de 12° con la horizontal, si el coeficiente cinético de rozamiento tiene un valor de 0.2. ¿Qué fuerza constante se le tiene que aplicar a los frenos para que vaya a velocidad constante?....