EJERCICIOS DE ENERGÍAS 1 1. Un proyectil de 5 kg de masa es

4º ESO: Física y Química
EJERCICIOS DE ENERGÍAS 1
1. 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?.
Sol: 2340,9 J y 9000 J
2. Un carrito de 10 kg de masa se mueve con una velocidad de 3 m/s, calcula: a) La energía cinética. b) La
altura que alcanzará cuando suba por una rampa sin rozamiento.
Sol: a) 45 J b) 0,46 m
3. 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 sin rozamiento. Determina: a) La energía potencial en esa posición. b) La energía cinética si cae
al pie de esa altura. c) La energía cinética si cae al pie deslizándose por la pendiente.
Sol: 400 J en todos los casos
4. Un proyectil de 0,03 N de peso atraviesa una pared de 20 cm de espesor, si llega a ella con una
velocidad de 600 m/s y reaparece por el otro lado con una velocidad de 400 m/s, ¿cuál es la resistencia
que ofreció el muro?.
Sol: 1530,6 N
5. Un vagón de 95000 kg de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorre 6,4
km antes de detenerse. ¿Cuál es la resistencia ejercida por los frenos?.
Sol: 11875 N
6. En la cima de una montaña rusa, un coche y sus ocupantes cuya masa total es 1000 kg, están a una
altura de 40 metros sobre el suelo y llevan una velocidad de 5 m/s. ¿Qué velocidad llevará el coche
cuando llegue a la cima siguiente, que está a una altura de 20 metros sobre el suelo?
Sol: 20,42 m/s
7. Una grúa levanta 2000 kg a 15 m del suelo en 10 s, expresa la potencia empleada en caballos de vapor
y en vatios.
Sol: 40 cv y 29400 w
8. ¿Qué potencia deberá poseer un motor para bombear 500 l de agua por minuto hasta 45 m de altura?.
Sol: 3675 w
9. ¿Cuál será la potencia necesaria para elevar un ascensor de 45000 N hasta 8 m de altura en 30
segundos?. ¿Cuál será la potencia nominal del motor que necesitamos si el rendimiento es de 0,65?.
Sol: a) 12000 w b)18461,5 w
10. Calcular la potencia de una máquina que eleva 20 ladrillos de 500 g cada uno a una altura de 2 m en 1
minuto.
Sol: 3,27 w
11. Una persona sube una montaña hasta 2000 m de altura, ¿cuál será su energía potencial si pesa 750 N?
Sol: 1500000 J
12. Se dispara verticalmente y hacia arriba un proyectil de 500 gramos con velocidad de 40 m/s. Calcula:
a)La altura máxima que alcanza. b) La energía mecánica en el punto más alto. c) Su velocidad cuando
está a altura 30 metros.
Sol: a) 81,63 m b) 400 J c) 31,81 m/s
13. En una central hidroeléctrica de 40 metros de desnivel y un caudal de 30 m3 /s, se obtiene una
potencia de 11000 C.V. Calcula el rendimiento de la central.
Sol: Rend=0,6875
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14. Un cuerpo cuya masa es 2,5 kg cae desde cierta altura. Sabemos que al pasar por un punto cuya altura
es de 10 m su velocidad es 15 m/s. Calcula:
a) Su energía mecánica.
b) La velocidad cuando llega al suelo.
c) La altura desde la que inició el movimiento. Tomar g = 10 m/s2.
Sol: 531,25 J; 20,6 m/s; 21,25 m.
15. Un cuerpo de 2 kg de masa se encuentra sobre una superficie horizontal. Aplicamos sobre él una
fuerza de 15 N durante un trayecto de 2 m. Sabiendo que hay una fuerza de rozamiento de 5 N,
calcular:
a) Trabajo de la fuerza aplicada.
b) Trabajo de la fuerza de rozamiento.
c) Velocidad al final del trayecto.
d) Energía cinética final.
e) Comprueba el teorema de la energía cinética.
Sol: 30 J; -10 J; 4,47 m/s; 20 J.
16. Un edificio de 6 plantas tiene una altura de 21 m. ¿Qué potencia necesita un ascensor para elevar
hasta el tercer piso a un hombre de 70 kg en 10 s?. Si el rendimiento del ascensor es del 90 %, ¿cuánta
energía eléctrica habrá consumido en el trayecto?.
Sol: 735 W; 8166,7 J
17. Una grúa eleva un cuerpo de 25 kg de masa a una altura de 20 m en 15 s. Un hombre sube el cuerpo
por una escalera hasta la misma altura pero tardando 40 s. ¿Quién consume más energía, la grúa o el
hombre? Calcula lo que consume cada uno. ¿Quién desarrolla mayor potencia? Calcula la potencia de
cada uno.
Sol: 5000 J; 333,3 W y 125 W.
18. Con una máquina de 1 CV de potencia y un rendimiento del 80% se mueve horizontalmente un objeto
de 100 kg durante 5 s. Calcular:
a) Trabajo desarrollado.
b) Energía cinética adquirida.
Sol: 3675 J; 2940 J.
19. Calcular la velocidad con que llegará al final de un plano de 20 m de longitud y 30º de inclinación, un
cuerpo de 50 kg de masa si partió del reposo y se supone despreciable la fuerza de rozamiento.
Calcular la velocidad en el caso de que la fuerza de rozamiento valga 100 N.
Sol: 14,1 m/s; 12,6 m/s.
20. ¿Qué potencia mínima debe tener el motor de un ascensor sabiendo que puede subir un máximo de
400 kg a una altura de 25 m en 30 s. Si el motor tiene un rendimiento del 80%, calcula la energía que
consumirá al subir a una persona de 80 kg una altura de 15 m.
Sol: 3333,3 W; 15 KJ.