Download GUIA DIDACTICA DE TRABAJO Y ENERGÍA 1) Un cuerpo de 5 kg

GUIA DIDACTICA DE TRABAJO Y ENERGÍA
1) Un cuerpo de 5 kg se eleva con velocidad constante a una altura de 10 m
mediante una fuerza F. Determine el trabajo realizado sobre el cuerpo a) por la
fuerza F y b) por la tierra. c) ¿Cuál es el trabajo neto realizado por todas las
fuerzas que actúan sobre el cuerpo?.
2) Una caja de 10 kg descansa sobre una mesa horizontal. El coeficiente de
fricción entre la caja y la mesa es 0.4. Una fuerza actuando en la misma
dirección del desplazamiento impulsa la caja a velocidad constante a lo largo de
5m. Determinar el trabajo realizado a) por la fuerza F y b) por la fuerza de
fricción.
3) Una masa de 2 kg y una masa de 200 kg poseen la misma cantidad de
movimiento. ¿Cuál es elcociente de sus energías cinéticas?
4) Un objeto de 5 kg es levantado por una cuerda ejerciendo una fuerza T de
modo que se desplaza hacia arriba con una aceleración de 5 m/s2. El objeto se
eleva 3 m. Determine: a) La tensión T; b) el trabajo realizado por T; c) el trabajo
realizado por la tierra; d) la energíacinética del objeto después de ser elevado 3
m, si originalmente estaba en reposo.
5) Un bloque asciende por un plano inclinado de 30 grados con la horizontal por
la acción de tres fuerzas. La fuerza F1 es horizontal y de 20 N. F2 es normal al
plano y de 10 N. F3 es paralela al plano y de 15 N. Sabiendo que el cuerpo se
desplaza 3 m, calcule el trabajo realizado por cada una de ellas.
6) A un cuerpo de 50 kg se le aplica una fuerza constante F de 8 N formando un
ángulo de 30 grados con la horizontal. Suponiendo que no existe rozamiento,
halle la velocidad del cuerpo después de haber recorrido 6 m partiendo del
reposo.
7) Una fuerza F = C y3 N, donde C es una constante de valor C = 2 N/m3. Una
partícula de masa 5 kg avanza bajo la acción de esta fuerza 3 m partiendo de
una velocidad inicial de 12 m/s. ¿Cuál es su velocidad final?.
8) Una masa de 2 kg está sujeta a una altura de 20 m por encima del suelo y se
deja en libertad en el instante t = 0 s. a) ¿Cuál es la energía potencial original de
la masa relativa al suelo?. b) A partir de las leyes de Newton, determine la
distancia recorrida en un segundo y su velocidad para t = 1 s. c) Calcule la
energía potencial, la energía cinética y la energía mecánica total del cuerpo para
t = 1 s. d) Calcule la energía cinética y la velocidad del cuerpo un instante antes
del choque contra el suelo.
9) Un objeto de 3 kg en reposo se deja libre a una altura de 5 m sobre una
rampa curva y sin rozamiento. Al pie de la rampa existe un muelle cuya
constante es k = 400 N/m. El objeto se desliza por la rampa y llega a chocar
contrael muelle, comprimiéndolo una distancia x antes de que quede
momentáneamente en reposo. Determine x.
10) El sistema que se muestra en la figura está inicialmente en reposo y luego se
deja en libertad. Determine la velocidad de los objetos cuando están a la misma
altura. m1 = 3 kg; m2 = 2 kg;
11) Un bloque de 2 kg situado a una altura de 3 m se desliza por una rampa
curva y lisa desde el reposo. Resbala 9 m sobre una superficie horizontal rugosa
antes de llegar al reposo. a) ¿Cual es la velocidad del bloque en la parte inferior
de la rampa?; b) ¿Cuánto trabajo ha realizado el rozamiento sobre el bloque?; c)
¿Cual es el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie horizontal?.
12) Un esquiador de masa m, intenta recorrer la pista de la figura. Despreciando
rozamientos ¿Cuál es el valor mínimo de la altura H desde la que se tiene que
dejar caer para que complete la trayectoria circular de radio R?.
13) Una partícula de masa m permanece en reposo en la cima de una
semiesfera de radio R que está apoyada por su base sobre una superficie
horizontal. Cuando desplazamos ligeramente la partícula de su posición de
equilibrio, ésta comienza a deslizar sobre la superficie de la semiesfera. a) ¿En
qué posición abandona la partícula la superficie?. b) ¿Cuál es la velocidad de la
partícula en ese instante?.
14) Una partícula de masa m se suspende del extremo de un hilo de longitud L y
masa despreciable, el cual está fijo por el otro extremo. Si se hace girar la
partícula con velocidad angular constante w en un plano horizontal, determine
el ángulo que forma el hilo con la vertical..