Guía de ejercicios de Trabajo mecánico, Potencia mecánica, Energía

DSLA
FISICA
Guía de ejercicios de Trabajo mecánico, Potencia mecánica, Energía
cinética y Potencial gravitatoria, Conservación de la Energía
mecánica.
1. Calcular la energía cinética, potencial y mecánica de un cuerpo de 90 N que se encuentra a 95 metros
del suelo:
a) al comienzo de la caída (0, 8550 J, 8550 J)
b) a 35 metros del suelo (3150 J, 5400 J, 8559 J)
c) al llegar al suelo (8550 J, 0, 8550 J)
2. Un carrito de 5 N es desplazado 3 m a lo largo de un plano horizontal mediante mediante una fuerza
de 22 N. Luego esa fuerza se transforma en otra de 35 N a través de 2 m. Determinar:
a) El trabajo efectuado sobre el carrito. (134 J)
b) La energía cinética total. (136 J)
c) La velocidad que alcanzó el carrito. (23,1 m/s)
3. Un cuerpo de 1,5 kg de masa cae desde 60 m. Determinar la energía potencial y cinética cada 10
metros a partir del origen. (882J)
4. Un cuerpo de 150 g de masa se lanza hacia arriba con velocidad inicial de 400 m/s, calcular:
a) La energía cinética inicial. (12000 J)
b) La energía cinética a los 5 s de caída. (9188 J)
5. Un carrito de 10 kg de masa se mueve con una velocidad de 3 m/s, calcular:
a) La energía cinética si debe subir una pendiente. (45 J)
b) La altura que alcanzará. (0,45 mt)
6. Una persona sube una montaña hasta 2000 m de altura, ¿cuál será su energía potencial si pesa 750
N? (1500000 J)
7. Un cuerpo de 50 N de peso se halla en el punto más alto de un plano inclinado de 20 m de largo y 8 m
de alto. Determinar:
a) La energía potencial en esa posición. (400 J)
b) La energía cinética si cae al pié de esa altura. (400 J)
c) La energía cinética si cae al pié deslizándose por la pendiente. (400 J)
8. Un proyectil que pesa 800 N es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 95
m/s. Se desea saber:
a) ¿Qué energía cinética tendrá al cabo de 7 s? (27775 J)
b) ¿Qué energía potencial tendrá al alcanzar su altura máxima? (361000 J)
9. ¿Qué energía cinética alcanzará un cuerpo que pesa 38 N a los 30 s de caída libre? (167700 J)
10. ¿Qué energía cinética alcanzará un cuerpo de masa 350 kg si posee una velocidad de 40 m/s?
(280000 J)
11. ¿Con qué energía tocará tierra un cuerpo que pesa 2500 g si cae libremente desde 12 m de altura?
(294,2 J)
12. ¿Qué energía potencial posee un cuerpo de masa 5 kg colocado a 2 m del suelo? (98,07 J)
13. Si el cuerpo del ejercicio anterior cae, ¿con qué energía cinética llega al suelo? (98,07 J)
14. Sabiendo que cada piso de un edificio tiene 2,3 m y la planta baja 3 m, calcular la energía potencial
de una maceta que, colocada en el balcón de un quinto piso, posee una masa de 8,5 kg. (1017 J)
15. Un cuerpo de 1250 kg cae desde 50 m, ¿con qué energía cinética llega a tierra? (612937 J)
16. Un proyectil de 5 kg de masa es lanzado verticalmente hacia arriba con velocidad inicial de 60 m/s,
¿qué energía cinética posee a los 3 s? y ¿qué energía potencial al alcanzar la altura máxima? (2338 J,
9000 J)
17. Hallar la potencia media empleada en elevar una masa de 50 kg a una altura de 20m en 1 min.
Expresar el resultado en watt. (163,3 watt)
18. Hallar la potencia media empleada en elevar una masa de 2500 kg a una altura de 100 m en 25 s.
(9800 watt)
19. Hallar la potencia media necesaria para elevar un bidón de 1500 kg a una altura de 15 m en un
minuto. (3675 watt)
20. ¿Qué trabajo se efectúa al subir un paquete de 25 kg a una tarima de 2 metros de alto?
21. Un ascensor de 2 ton de masa se eleva desde la planta baja y cuando pasa por el cuarto piso, situado
a una altura de 20 m, su velocidad es de 3 m/s. Suponiendo que la fuerza de rozamiento es constante e
igual a 490 N, calcular el trabajo realizado por el mecanismo de elevación. (401800 J)
22. Los siguientes esquemas representan montañas Rusas. Calculen las variables desconocidas
sabiendo que no existe roce entre el carrito y las vías.
23. Una pelota de 0.5 kg esta a 2 metros sobre el suelo, calcula la energía cinética y la energía potencial
que tiene en el punto medio de su caída, a 20 cm del suelo y en el instante que choca contra él.
24. Una grúa levanta un camión que pesa 6 toneladas a una altura de 5 metros en 25 segundos ¿qué
fuerza debe vencer la grúa?¿Qué potencia desarrolla el motor de la grúa?
25. Un cuerpo cambia su energía cinética de 25 J a 32 J ¿cuánto trabajo realizo?
26 Calcula el trabajo que debes realizar para levantar un libro de 91 N hasta una altura de 1.5 metros a
velocidad constante. ¿Cuánta energía potencial se requiere?
27. En la tierra una persona levanta un martillo hasta una altura de 2 metros. En la luna un astronauta
levanta el mismo martillo a la misma altura. ¿En cuál de los dos casos el martillo adquiere más energía
potencial gravitatoria?
28. ¿Quién tiene mayor energía cinética: un camión detenido en la esquina o un caracol que camina en
un jardín? ¿Por qué?
29. Un automóvil de 1000 kg viaja a una velocidad de 50 km/h ¿En cuánto tiempo variara su energía
cinética si aumenta su velocidad a 65 km/h?
30. Un atleta levanta una pesa de 250 kg de masa hasta una altura de 1.8 metros en 1.2 seg. Calcula el
trabajo realizado y la potencia desarrollada por el atleta.
31. En una construcción, la grúa sube un balde de 80 kg a una rapidez de 3 m/s, calcula la potencia que
desarrolla el motor de la grúa.
32. ¿Cuánta potencia se necesita para hacer 100 J de trabajo sobre un objeto en 0.5 seg.? ¿Cuánta
potencia se necesita si el mismo trabajo se hace en 1 seg.?
33. Supón que una automóvil tiene 2000 J de energía cinética ¿Cuál será su energía cinética si se duplica
su rapidez? ¿y cuál si se triplica su rapidez? (puede suponer una rapidez)
34. Calcula el trabajo que se hace al levantar unas pesas de 500 N a una altura de 22 metros ¿Cuál es la
energía potencial de las pesas cuando han sido levantadas a esa altura?
35. Calcula la potencia que se gasta para levantar las pesas del problema anterior a una altura de 2.2
metros en 2 seg.
36. Si por las cataratas del Niagara caen 8 millones de kg de agua en cada segundo, calcula la potencia
disponible en el fondo de las cataratas.
37. Imagina 2 automóviles que se mueven con la misma velocidad, pero uno de ellos tiene el porta
equipaje lleno y el otro lo tiene vació ¿Cuál vehículo tiene mayor energía cinética? ¿ Por qué?
38. ¿Qué sucede con la energía potencial de un cuerpo si su altura aumenta al doble? ¿ y si se reduce a la
mitad?
39. Cuándo lanzamos una pelota hacia arriba, esta posee energía potencial y cinética ¿En qué punto de
su recorrido la energía potencial es igual a su energía cinética? ¿ Por que?
40. ¿Realizas trabajo sobre una pared que no se mueve? ¿Por qué té cansas?
41. Si subes un edificio de 50 metros de altura por la escalera de emergencia, si más tarde subes el
mismo edificio ( 50 metros) por una escalera de un camión telescopio de bomberos ¿ En cual de las dos
situaciones realizas más trabajo? (Utiliza tu masa)
42. Una persona de 80 Kg de masa corre con una velocidad de 10 m/s, si pudiera transformar toda su
energía cinética en potencial gravitatoria. ¿Qué altura alcanzaría?
43. Si una moto y un camión tienen la misma energía cinética cuando circulan. ¿Cuál se moverá con
mayor velocidad? Explica.