Dinámica

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Dinámica Método Energético

Problema 8.1 Serway quinta edición; Problema 8.1 Serway sexta edición;
Un carro de montaña rusa de 1000 Kg. esta inicialmente en la parte alta de una pendiente, en el punto A, luego se mueve 135 pies a un ángulo de 400 bajo la horizontal, a un punto mas bajo B.
a) Escoja el punto B como el nivel cero de la energía potencial gravitacional. Encuentre la energíapotencial del sistema carro-tierra en los puntos A y B y el cambio en su energía potencial conforme el carro se mueve.
b) Repita la parte a), situando el nivel de referencia cero en el punto A.
Punto A
Existe energía potencial
EPA = m * g * Y
EPA = 1000 * 9,8 * 26,44
EPA = 259153,96 Newton
Punto B
No existe energía potencial
EPB = 0
El cambio de energía potencial desde el punto A al punto BEPA - EPB
259153,96 Newton – 0 = 259153,96 Newton
b) Repita la parte a), situando el nivel de referencia cero en el punto A.
EPA = 0
EPB = m * g * (-Y)
EPB = 1000 * 9,8 * (-26,44)
EPB = - 259153,96 Newton
El cambio de energía potencial desde el punto B al punto A
EPB - EPA
- 259153,96 Newton – 0 = - 259153,96 Newton

Física;Fisica clase; ej y prob: “resni.rtf” pag 18 prob 4
4.ef13 Laexpresión para la fuerza que se ejerce sobre un objeto en función de su posición es: F(x) = 2 + 4x – x2 donde F está dado en N y x en m.
a) Determine la fuerza sobre el objeto a 2m de su posición de equilibrio
b) Calcule el trabajo hecho en mover el objeto de x = 2m a x = 5m.
R: a) 6N, b) 9J

11.-En la figura se muestra la gráfica de la fuerza aplicada a un móvil de 2 kg de masa enfunción del desplazamiento. Si la velocidad inicial del móvil (en x=0) es de 5 m/s.
Calcular su velocidad en las posiciones x = 4, 11, 17, 21, 23.

14.-Se deja caer sobre un muelle en posición vertical una masa de 0.5 kg desde 1 m de altura. El muelle tiene una longitud de 0.5 m y una constante de 100 N/m.
Calcular la longitud h del muelle cuando está comprimido al máximo

8.- Una partículadescribe una trayectoria cerrada bajo la acción de una fuerza conservativa. a) ¿Habrá variado su energía mecánica total cuando vuelve al punto de partida? b) ¿Qué trabajo total ha realizado la fuerza conservativa en ese camino cerrado?.

15.- Un ciclista que pesa con su bicicleta 90 kg, corre por una carretera. El conjunto de las resistencias pasivas, R. que se oponen a su movimiento depende de lavelocidad con que se mueve en la forma R = 0,4 u2 (en el S.I.).
a) Calcula la potencia que debe desarrollar el ciclista para mantener una velocidad de 27 km/in sobre un tramo horizontal.
b) El ciclista desciende sin pedalear una pendiente del 5% (por cada 100 m de carretera hay un desnivel de 5 m). ¿Cuál es la velocidad máxima que alcanza?
c) El ciclista quiere subir la misma pendiente con unavelocidad constante de 20 km/h. ¿Será capaz de hacerlo si, como máximo, es capaz de desarrollar una potencia de 0,3 C.V.? Considera g=9,8m/s2.
Sol. 1 C.V. = 735 W Sol.: 168,75 W; 10,5 m/s; no podrá.

16. Al someterlo a la acción de una fuerza constante F = (3i + 4j) N, un cuerpo sufre un desplazamiento por r=(2i + 2j) m. Calcula el trabajo realizado, así como el ángulo que forman la fuerza y eldesplazamiento.
Sol.: 14 J; 8,13°.

17. Se requiere una fuerza de 100 N, que forma un ángulo de 30° con la horizontal para arrastrar un trineo con una velocidad uniforme a lo largo del piso horizontal a) ¿Qué trabajo realiza la fuerza aplicada al desplazar el trineo una distancia de 10 m? b) ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción ejercida por el piso sobre el trineo? c) ¿Qué trabajo neto serealiza sobre el trineo?
Sol.: a) 866 J; b) 86,6N; c) 0 J.

F 20. Una pesa de 7 kg se suspende del techo, a 10 m de altura, mediante una cuerda de 2 m. Por su parte, otra de 40 kg pende de una cuerda de 8 m. a) ¿Qué pesa tiene mayor energía potencial respecto al techo? b) ¿Y respecto al suelo?
23. Sobre una partícula de 10 g actúa una fuerza constante que la acelera desde velocidad nula...
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