RELACIÓN Nº 5: TRABAJO Y ENERGÍA

PROBLEMAS FÍSICA Y QUÍMICA 1º BACHILLERATO
RELACIÓN Nº 8: TRABAJO Y ENERGÍA.
1.- Desde una altura de 30 m se lanza hacia abajo una piedra con una velocidad de
5 m/s. ¿Con qué velocidad llega al suelo? Si la masa de la piedra es de 500 g, ¿cuál será
su energía cinética al llegar al suelo? Sol: v= 25 m/s. Ec= 156,25 J.
2.- Desde una altura de 200 m se deja caer una piedra de 5 Kg. Calcular:
¿Con qué velocidad llega al suelo? Sol: v=63,25 m/s.
¿Cuánto valdrá su energía potencial en el punto más alto? Sol: Ep=104J.
¿Cuánto valdrá su energía cinética al llegar al suelo? Sol: Ec=104J.
¿Cuánto valdrá su velocidad en el punto medio de su recorrido?Sol: v=44,7 m/s.
3.- Un proyectil que pesa 80 Kg 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? Ec = 27775,01 J
b) ¿Qué energía potencial tendrá al alcanzar su altura máxima? Ep = 361.000 J
4.- ¿Qué energía cinética alcanzará un cuerpo que pesa 38 N a los 30 s de caída libre?
Sol: Ec = 167.700 J
5.- ¿Qué energía cinética alcanzará un cuerpo de masa 350 kg si posee una velocidad de
40 m/s? Sol: Ec = 280.000 J
6.- ¿Con qué energía tocará tierra un cuerpo que pesa 2500 g si cae libremente desde 12
m de altura? Sol: Ep1 = 294,21 J = Ec2
7.-Un cuerpo de 200 N se desliza por un plano inclinado de 15 m de largo y 3,5 de alto,
calcular:
a) ¿Qué aceleración adquiere? a = 2,29 m/s ²
b) ¿Qué energía cinética tendrá a los 3 s? Ec = 480,54 J
c) ¿Qué espacio recorrió en ese tiempo? s = 10,29 m
8.- ¿Qué energía potencial posee un cuerpo de masa 5 kg colocado a 2 m del suelo?
Sol: Ep = 98,07 J
9.-Si el cuerpo del ejercicio anterior cae, ¿con qué energía cinética llega al suelo?
Sol: Ec = 98,07 J
10.- 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. Sol: Ep = 1017 J
11.- Un cuerpo de 1250 kg cae desde 50 m, ¿con qué energía cinética llega a tierra?
Sol: Ec = 612.937,5 J
12.- 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?.Ec2 = 2.337,69 J . Ep2 = 9.000 J
13.-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. Ep = 8.550 J. EM = 8.550. Ec = 0 J
b) a 35 metros del suelo Ec = 5.400 J. Ep = 3.150 J. EM = 8.550 J
c) al llegar al suelo. EM = 8.550 J. Ec =8.550 J. Ep= 0 J
14.- 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.Ep60 = 882 J. Ec60 = 0 J. Ep50 = 735 J. Ec50 =
147 J. Ep40 = 588 J. Ec40 = 294 J. Ep30 = 441 J. Ec30 = 441 J. Ep20 = 294 J. Ec20 = 588 J.
Ep10 = 147 J. Ec10 = 735 J . Ep0 = 0 J. Ec0 = 882 J
15.- Un cuerpo de 150 g de masa se lanza hacia arriba con velocidad inicial de 400 m/s,
calcular:
a) La energía cinética inicial.
b) La energía cinética a los 5 s de caída. Eci = 12.000 J. Ec = 9.187,5 J
16.- Un cuerpo de 40 kg de masa cae por un plano inclinado que forma con la horizontal
un ángulo de 20°. ¿Cuál será su energía cinética luego de recorrer 18 m sobre el plano si
partió del reposo?. Ep = Ec = 2.462,55 J
17.- 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.
b) La energía cinética si cae al pié de esa altura. Ec = Ep = 400 J
18.- Un coche de 1000 Kg de masa avanza a 72 Km/h por una carretera recta horizontal.
Frena y se detiene en 50 m. Calcular:
¿ Cuál es la variación de energía cinética experimentada por el coche?.
Ec= -2x105J
¿ Qué trabajo ha realizado la fuerza de los frenos?. W= -2x105 J.
19.- Calcular la velocidad que habría que comunicar a un proyectil de 3 Kg para que
tuviera la misma energía cinética que un tractor de 3 toneladas que avanza a una
velocidad de 1 Km/h. Sol: v= 8,85 m/s.
20.- Una fuerza de 5 N actúa sobre un objeto de 1 Kg de masa que se encuentra en
reposo. Si el objeto se desplaza horizontalmente 2 m sin rozamiento, calcular su
velocidad final. Sol: v= 4,47 m/s.
21.- Un objeto de masa m cae desde una altura de 10 m. Calcular la velocidad con la
que llega al suelo aplicando el teorema de conservación de la energía mecánica.
Sol: v= 14 m/s.
22.- Una masa de 200 g, inicialmente en reposo, desciende por un plano inclinado sin
rozamiento que forma un ángulo de 30º con la horizontal. Calcular:
la energía cinética cuando ha descendido 20 m. Sol. Ec= 19,6 J
La energía cinética suponiendo que existe rozamiento entre el plano y el cuerpo de
coeficiente igual a 0,3. Sol: Ec= 9,4 J.
23.- Un bloque de 30 Kg inicialmente en reposo sobre un plano inclinado 30º asciende
10 m bajo la acción de una fuerza constante de 300 N paralela al plano. Sabiendo que el
coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es de 0,4. Calcular:
El trabajo realizado por la fuerza de 300 N. Sol: W= 3000J.
El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento. Sol: W= -1018 J.
La velocidad al final del recorrido. Sol: V=5,8 m/s.
24.- Se deja un bloque de hielo en una rampa helada de 30º de inclinación y 20 m de
longitud. Aplicando el principio de conservación de la energía, calcular el tiempo que
tarda en descender esa longitud. Sol: t=2,86 s.
25.- Se lanza verticalmente hacia arriba un cuerpo de 5 Kg con energía cinética de 1250
J. Calcular:
La altura que alcanza si no hay rozamiento del aire. Sol: h=25,51 m.
La energía potencial máxima. Sol: Ep= 1250 J.
La energía potencial cuando la velocidad es 1/5 de la inicial. Sol: Ep=1200J.