GUIA EXTRAORDINARIA EJERCICIOS

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
CARRERA: LIC. EN QUIMICA
DEPARTAMENTO DE FISIICA
PROFESORA: CECILIA TOLEDO V. FACULTAD DE CIENCIA
SEGUNDO SEMESTRE DEL 2010
FISICA I
EJERCICIOS UNIDAD DE TRABAJO
1. Encontrar el trabajo necesario a realizar para que un objeto de masa 1 Kg. aumente su rapidez
desde 2 m/s hasta 6 m/s en un recorrido de 10 m, sabiendo que a lo largo del camino actúa una
fuerza de roce
cinético de 2 N.
2.- Un pequeño bloque de masa m desliza por una vía en
forma de rizo sin rozamiento como se muestra en la figura.
Si ABC es una semicircunferencia:
a) Calcule el trabajo realizado por la fuerza peso entre los
puntos P y A
b)
Si parte del reposo en el punto P, determine la B
reacción normal que ejerce la vía sobre el bloque
al pasar por B.
c)
Calcule la altura sobre el punto más bajo del
rizo a la que debe soltarse el bloque para que la fuerza que
ejerce contra la vía en la parte superior del rizo sea igual a su
peso.
P
A
5R
R
C
3.- Un cuerpo de masa m = 4 se mueve rectilíneamente a lo largo de eje X de un sistema de
coordenadas. Inicialmente el cuerpo está en el origen y su rapidez es de 20 m/s. Sobre él actúan
las
 fuerzas :

F 1 = (60, 80) N; la fuerza de roce cinético de módulo constante 10N, F 2 una fuerza constante
desconocida, la normal y el peso Cuando llega al punto P ( 8 , 0 ) su rapidez vale 30m/s.
Calcular el trabajo efectuado por :

a) El peso
b) F 1

c) La fuerza de roce cinético
d) F 4
4.Una partícula de masa m = 0,2 Kg., se desplaza libremente por la trayectoria recta AB con

velocidad VO . La trayectoria AB es horizontal y sin roce. Sube por un riel semi - circunferencial sin
D
roce BCD de
radio R = 1 metro.
a)
la
C.
b)
Si C es el punto medio de la trayectoria BD, determine
energía potencial gravitatoria de la partícula en el punto
la
c)
Determine el valor de V0 de tal modo que en el punto D
reacción normal del riel sobre la partícula sea nula.
Determine el trabajo efectuado por la fuerza peso
A de la
partícula en la
trayectoria CD.
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE -
C

vo
B
DEPARTAMENTO DE FISICA
7
5.- Un trineo experimental de masa m = 20 kg.
parte del reposo desde el punto A ubicado a
una altura
H =15 m bajando por una pendiente sin roce hasta el punto B ubicado en el plano horizontal. A
partir de ahí sube por una rampa rugosa BC de 5 m de longitud inclinada en 37º llegando al punto C
con una rapidez 14 m/seg.. Calcular :
a)
b)
c)
El trabajo realizado por la fuerza neta que
A
actúa sobre el trineo desde A hasta C
El coeficiente de roce.
La altura máxima que podría alcanzar el H
trineo sobre la
rampa si ésta fuese
suficientemente largo.
C
37°
B
6- Un bloque de masa 2 Kg. está inicialmente
en reposo en el punto A indicado en la figura. Un

agente externo le aplica una fuerza F horizontal de magnitud 30 N y que forma un ángulo de 37º
con el plano inclinado, actuando sólo en el tramo AB donde no existe roce. El bloque entra al tramo
rugoso BC con una rapidez de 30 m/s y se detiene en C a 50 m de B. Calcular :
C
a)
El trabajo neto o resultante realizado sobre el
bloque
en el tramo AB

b)
Potencia media desarrollada por el agente externo
F
en
el tramo AB
c)
El módulo de la fuerza de roce en el tramo BC
B
A
7.- Un cuerpo de masa 100 (kg.) se mueve a lo largo del eje x de un
de referencia. Sobre él
 sistema


actúan
las siguientes fuerzas: f K fuerza de roce cinético, F 1, F 2, el peso y la normal. La


magnitud de F 2 es constante e igual a 1.100 (N) ; la magnitud de F 1 varía con x tal como indica la
gráfica de F 1 versus x de la figura, y el coeficiente de roce cinético K es 0.1
F1(N)
F2
1000
F1
4
8
16
37°
X(m)
I.- Calcular el trabajo realizado por las siguientes fuerzas:
a)
Normal, peso
b)
Roce

F 2
c)
F1
d)
II.-
Calcule la rapidez del cuerpo en x = 16m, si en x0 = 0 y vox = 0
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE -
DEPARTAMENTO DE FISICA
8
8.- En la figura ABC es un cuarto de circunferencia de radio R= 1 m ; sólo hay roce en el tramo
horizontal F G, siendo K = 0.1 el coeficiente de roce cinético. Desde A se abandona un bloque de
masa
m = 2 kg. Calcular :
a)
La rapidez angular del bloque cuando pasa por B
b)
La energía cinética del bloque en el instante en que entra al tramo F G.
c)
Distancia que recorre el bloque en el tramo F G antes de detenerse.
O
A
37º
G
F
0,2m
B
C
D
RESPUESTAS :
P.1
P.2
P.3
P.4
P.5
P.6
P.7
P.8
36 J.
a) 2mgR
b) 8 mg.
c) 3 R
a) 0 J
b) 480 J
c) -80 J
d) 600( J )
a) 2 J b) 50 m/s
c) - 2 J
a) 1960 J
b) 0,55
c) 9 m
a) 900 J
b) 360 WATT
c) -6 (N)
I.a) 0 ; 0
b) -544 J
c) 14080 J
a) 4 rad/s b) 20J c) 3m
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE -
d) 10.000 J
II.-
21,69 m/s
DEPARTAMENTO DE FISICA
9