Download FUERZA 1) Para el siguiente caso, indique la o las

FUERZA
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Para el siguiente caso, indique la o las respuestas que sean correctas: Se aplica una fuerza de 6 N
horizontalmente sobre un bloque de 5 kg de masa sobre una superficie horizontal que tiene coeficiente de
rozamiento estático de 0.2 y dinámico de 0.15.
a. El cuerpo no se mueve.
b. La fuerza de rozamiento es de 6 newton.
c. El cuerpo se mueve con velocidad constante.
d. El cuerpo se mueve con aceleración constante.
e. La fuerza normal es de 49 N.
En un diagrama de cuerpo libre, indique la dirección, sentido y tipo de fuerza para el cuerpo A de la
siguiente figura: (las superficies son rugosas).
Sobre un cuerpo de 50 kg en una superficie horizontal rugosa
se aplica una fuerza de 600 N, la cual le produce una
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aceleración de 5 m/s . ¿Cuánto vale el coeficiente de
rozamiento dinámico?
¿Cuál es el peso (en newton) de un cuerpo de 55 kg de
masa? ¿Cuál seria el peso de este cuerpo en la luna, donde
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la gravedad es 1.93 m/s ?
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Un cuerpo de masa 5 kg tiene una aceleración de 10 m/s .
¿Cuál es la fuerza que actúa sobre él?
Una fuerza de 10 newton empuja un cuerpo de masa 5 kg.
¿Cuál es la aceleración del cuerpo? ¿Qué distancia recorre el
cuerpo en 20 segundos, si parte del reposo?
Un bloque de 10 kg inicialmente en reposo es empujado por
una fuerza constante de 2 N sobre una superficie horizontal. El cuerpo recorre una distancia de 3 m en 6
segundos. ¿Hay rozamiento? Explique.
¿Cuánto vale la fuerza horizontal que hay que aplicarle a un bloque de 120 kg para comenzar a
desplazarlo sobre una superficie horizontal que presenta un coeficiente de rozamiento dinámico de 0.75 y
un coeficiente estático de 0.82?
Trabajo
1- ¿Cuál es el trabajo realizado por un hombre que sostiene un bulto de 40 kg en sus hombros, sin
moverse? ¿Por qué se cansa?
2- Al quemarse un mol de glucosa se liberan 673 Kcal de energía. Un organismo de 20 Kg consume 100 g
de este azúcar, ¿a qué altura podría ascender, si asumimos que toda la energía del monosacárido se
convierte en trabajo?
3- ¿Qué posee más energía cinética: una locomotora a 3 Km/h de 70 toneladas o un carro a 80 Km/h de
una tonelada?
4- ¿Porqué los animales emplean lípidos como principal sustancia de reserva energética y en cambio las
plantas emplean el almidón? Investigar grasas y aceites en Biología de Helena Curtis.
5- Cuando las gotas de lluvia caen sobre el suelo descubierto producen disgregación de la tierra y esto
aumenta la erosión, por arrastre con el agua. ¿Qué clase de energía tenían las gotas de lluvia para
producir esta transformación?
6- ¿Cuánta energía cinética tiene un metro cúbico de aire que se mueve a una velocidad de 50 km/h?
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Densidad del aire = 0,001 g/cm .
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7- Un galón de gasolina aporta unos 1,3 x 10 julios. Si toda esta energía se convierte en energía cinética,
¿cuánta gasolina se consume para que un auto de 800 kg alcance una velocidad de 100 Km/h?
8- Si un chorro de agua sale a una velocidad de 5 m/s de una manguera, ¿cuál es la altura máxima a la
que puede llegar el agua? Suponga que no hay pérdidas de la energía mecánica.
9- En una central hidroeléctrica se abre una compuerta que está 20 m debajo de la superficie del agua.
¿Con qué velocidad sale el agua, si se supone que la energía mecánica se conserva?
10- Suponga que posee una máquina que aprovecha completamente la energía que tiene el agua al caer
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de 20 m de altura, para elevar un cuerpo de 100 kg. Si utiliza un m de agua al caer, ¿a qué altura
puede elevar este cuerpo?
11- ¿Cuál es la distancia que recorre un auto de 1000 kg con velocidad de 72 Km/h hasta detenerse si el
coeficiente de rozamiento entre las llantas y la carretera es de 0.4? ¿Si el auto tiene una masa de 1500
kg, cuánto recorre? ¿Qué puede concluir de los resultados anteriores?
Potencia
12- Para halar una carreta horizontalmente a velocidad constante un hombre aplica una fuerza horizontal
de 300 N. ¿Cuánto trabajo realiza al desplazarla 500 m? ¿Cuál es la potencia aplicada si tarda 10
minutos en realizar este trabajo?
13- Una persona de 70 Kg sube con un bulto a una altura de 10 m en un minuto. Si el trabajo realizado es
de 9000 julios, ¿cuánto pesa el bulto y cuál es la potencia empleada?
14- Un tractor de 40 HP ara un terreno durante una hora aplicando toda su potencia. ¿Cuál es el trabajo
realizado? (o sea la energía mínima empleada).
15- Un colibrí que busca alimento emplea 330 cal por minuto. ¿Cuál es la potencia que desarrolla en
vatios?
16- Un tractor ara una hectárea en un tiempo determinado. Otro tractor lo hace en las mismas condiciones
pero en la mitad del tiempo. ¿Cuál de los dos hizo más trabajo? ¿Cuál es más potente? Explique.
17- Una motobomba entrega 10 litros por segundo en un cultivo que está a 10 m de altura del sitio de toma
de agua. ¿Cuál es la potencia empleada en HP? Tenga en cuenta sólo la energía potencial.
18- ¿A cuántos vatios equivale un caballo de vapor (CV) si éste se define como el esfuerzo necesario para
levantar a un metro de altura, 75 kg de peso en un segundo?
19- Un vehículo tipo campero, presenta los siguientes datos técnicos:
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Motor: 1998 cm , 4 cilindros.
Potencia: 126 HP a 5600 rpm.
Peso: 1220 kg.
Aceleración: Alcanza 100 Km/h en 15.48 segundos.
De acuerdo a la aceleración desarrollada hasta alcanzar los 100 km/h, calcule la potencia desarrollada.
¿Por qué no es igual a la potencia reportada?
20- Si posee una motobomba de 60 HP y desea bombear agua que está a 5 m más bajo que el nivel de un
cultivo, ¿cuál sería el caudal máximo que puede obtener, si la velocidad de salida del agua fuera de 3
m/s?
Eficiencia
21- ¿Cuánta energía mínima gasta un vehículo de 800 kg que se desplaza desde Roldanillo a La
Montañuela? Altura de Roldanillo: 966 msnm. Altura de La Montañuela: 1660 msnm. Si la gasolina
aporta 31000 KJ por cada litro, ¿cuántos litros de gasolina gastaría con una eficiencia del 20 por
ciento?
22- Suponga que posee una máquina que aprovecha en un 60 % la energía que tiene el agua al caer de 20
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m de altura, para elevar un cuerpo de 100 kg. Si utiliza un m de agua al caer, ¿a qué altura puede
elevar este cuerpo?
23- Un atleta de 70 kg puede desarrollar unos 300 vatios. ¿Cuánto tiempo tardaría en subir unas escalas
de 20 metros de altura, si:
a) la eficiencia es del 100 %
b) la eficiencia es del 20 %