000049 EJERCICIOS RESUELTOS DE FISICA TRABAJO ENERGIA

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EXAMEN 06 – SEMESTRAL UNI
TRABAJO – ENERGÍA
01 Una masa puntual de 100 g se empuja hacia arriba
por un plano inclinado 30º respecto a la horizontal,
cuya rampa mide 3 m y puede considerarse libre
de rozamientos, mediante la aplicación de una
fuerza constante y horizontal. La velocidad del
cuerpo en el punto más bajo del plano inclinado es
de 1 m/s y en la más alta es de 4 m/s. Calcular eltrabajo desarrollado por la fuerza.
A) 2,25 J
B) 2,5 J
C) 2,75 J
D) 0,75 J
E) 1,5 J
Resolución:
Dato: m= 100 g = 0,1 kg
4 m/s
F
1 m/s
30º

mg

1,5 m

b.- Se supone que el 60% de la energía de la bala,
la absorbe el bloque, lo que le permite alcanzar
una altura “h”
(60%) EBALA = EP(BLOQUE)

h=6 m …Rpta: A
03 Sobre una masa de 20 kg que se puede desplazar
sobre una superficie horizontal cuyo coeficientede
rozamiento vale 0,4, se aplica horizontalmente una
fuerza de 100 N. Calcular:
a.- la velocidad de la masa cuando se ha
desplazado 5 m.
b.- La potencia media que ha desarrollado la
fuerza.
A)

m/s; 50

W

B)

C)

m/s; 5

W

D)

E)
m/s; 10
Resolución:

Aplicando: ΔEc = WNETO
Ec(FINAL) – Ec(INICIAL) = WNETO

m/s; 10
m/s; 50

W
W

W

N
F

f
F

mg=20g

− 0,05 = W – (0,1)(10)(1,5)
F
W = 2,25 J …(A)

a)

02 Un péndulo balístico de 4 kg de masa es atravesado
instantáneamente por una bala de 20 g de masa
que llevaba una velocidad de 200 m/s. En atravesar
el péndulo, la bala pierde el 60% de su energía y
choca contra un muelle de constante recuperadora
2 000 N/m. calcular:
a.- La compresión máxima del muelle.
b.- La altura máxima de la masa del péndulo,
respecto de su posición inicial.Aplicando: ΔEc = WNETO
→
2

10v = (100)(5) – (μmg)(5)
2
10v = 500 – (0,4)(200)(5) → v =
b) Si: vi=0; vF=
m/s; d = 5 m

m/s

Usamos la ecuación:
→
La potencia es:
P = 50

A) 40 cm; 6 m
B) 40 cm; 4 m
C) 20 cm; 6 m
D) 20 cm; 4 m
E) 40 cm; 3 m
Resolución:
a.- La bala (m=20 g = 0,02 kg) comprime al resorte
con solamente el 40% de su energía; entonces:
→
x = 0,4 m = 40 cm

W … Rpta: A

04 Se necesita una bombapara sacar 200 litros de
agua por minuto, desde un pozo de 6 m de
profundidad y lanzarla a una velocidad de 9 m/s
1 ¿Qué trabajo se realiza por minuto para sacar el
agua?
2 ¿Cuál es la potencia del motor?
A) 19 860 J/min; 331 W
B) 19 860 J/min; 19 860 W
C) 19 860 J/min; 661 J/s
D) 9 930 J/min; 331 W
E) 9 930 J/min; 662 W

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EXAMEN 06 – SEMESTRAL UNI
Resolución:El trabajo que realiza la bomba (en 1 minuto) para
que el agua tenga energía potencial y energía
cinética.
WBOMBA = Ep + Ec
3
-3
Masa de agua: m=ρ V = (10 )(200·10 )= 200 kg

A) 1 m
B) 2 m
D) 2,5 m
E) 3 m
Resolución:
A Em(A) = Em(B)
vo
5 m mg(5 + x) +
x

En 1 minuto: WBOMBA = 19 860 J

C) 1,5 m

(2)(10)(5 + x) +
B 10 + 2x + 10 = 22x2
2
11x - x - 10 = 0
x = 1 m … Rpta: A

La potencia es:
P = 331 W …Rpta: A
05 Un cuerpo se suelta de A y sigue la trayectoria
mostrada. Calcular la aceleración cuando pase por
B. (h = 4R)
A

07 En la figura, el bloque de masa “m” desliza sobre el
plano inclinado liso y luego sobre una barra de
masa “m” y longitud 3L apoyada en A y B. Si el
cuerpo parte del reposo de h=0,8 m, ¿durante qué
tiempo el bloque deslizará sobre la barra hasta que
2
la reacción en A seacero? L= 5 m; g= 10 m/s .
P
liso

h

h=4R

L

B

A

R
A)
g
B) g
D) 6g
E) g
Resolución:
Aplicando: Em(A) = Em(B)

B

A) 3,125 s
B) 2,2 s
D) 3 s
E) 4,3 s
Resolución:
Entre P y A: Em(P) = Em(A)

C) 2g

mgh=

→

→

En el punto B, la masa tiene aceleración centrípeta
y aceleración tangencial.
N

L/2

x

3L/2
RA=0

mg

C) 4,125 s

mg

B

mg

Aplicando momentos respecto a “B”: ΣM= 0
+mg · (L/2) – mg(x) =0 → x = L/2
La masa recorrerá: d = 2,5L = 2,5(5) = 12,5 m
El tiempo que permanece sobre la barra:

Aceleración centrípeta:
Aceleración tangencial:

→ t = 3,125 s … Rpta: A

Aceleración:
… Rpta: A
06 De una altura de 5 m con respecto al extremo libre
de un resorte se lanza una piedra de 2 kg con
velocidad hacia abajo de 10 m/s. ¿Cuál es la
máxima deformación del resorte?
2
(K= 440 N/m; g= 10 m/s...