Ejercicios

Trabajo y Energía
Ejercicios prácticos
Autor:
Adriana Rodríguez
M.

Trabajo y Energía
Ejercicios Prácticos
1. Transformar 250 kgf.m a Joul y kW.h.
Solución
1 kgf.m
250
kgf.m

9,807 J
x = 250 kgf.m ×
9,807 J/1 kgf.m

x = 2451,75 J
1 W = 1 J/s
1kW = 1.000 J/s
1kW.h = 1.000 J.3.600 s/s
1kW.h = 3.600.000 J s/s
1 J = 1kW.h/3.600.000
1
kgf.m

9,807 J/3.600.000

250
kgf.m

x = 250 kgf.m ×
9,807J/3.600.000
kgf.m

x = 6,81.10-4 kW.h

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2. ¿Cuántos kgf.m y Joul representan 25
kW.h?.
Solución
1
kW.h

3.600.000 J

25
kW.h

x = 25 kW ×
3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.107 J
1
kW.h

3.600.000
kgf.m/9.807

25
kW.h

x = 25 kW.h × 9,807
× 3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.177.118 kgf.m
3. Indicar cuántos Joul y kW.h son 125478
kgm.
Solución
1 kgf.m

9,807 J

125.478
kgf.m

x = 125.478
kgf.m ×9,807
J/1 kgf.m

x = 1.230.563 J
1 kgf.m

9,807 J/3.600.000

125.478
kgf.m

x = 125.478
kgf.m × 9,807
J/3.600.000 kgf.m

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x = 0,3418 kW.h
4. Indicar el trabajo necesario para
deslizar un cuerpo a 2 m de su posición
inicial mediante una fuerza de 10 N.
Solución
L=F×d
L = 10 N × 2 m
L = 20 J

5.¿Qué trabajo realiza un hombre para
elevar una bolsa de 70 kgf a una altura
de 2,5 m?.Expresarlo en:
a) kgf.m
b) Joule
c) kW.h

Solución
a)
L=F×d
L = 70 kgf × 2,5 m
L = 175 kgf.m
b)
L = 175 kgf.m × 9,807 J/kgf.m
L = 1716,225 J

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c)
L = 175 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m
L = 0,000477 kW.h
6. Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s
en tocar tierra. Si su peso es de 4 N, ¿qué
trabajo deberá efectuarse para elevarlo
hasta el lugar desde donde cayó?.
Expresarlo en:
a)Joule.
b) kgm.
Solución
L = F.d
En éste caso se trata de la fuerza peso,
por lo tanto:
L = P.d
y al ser un movimiento vertical la
distancia es la altura:
L = P.h
Mediante cinemática calculamos la altura
para caída libre.
h = ½.g.t ²
h = ½ × 9,807 (m/s ²) × (3 s) ²
h = ½ × 9,807 (m/s ²) × 9 s ²
h = 44,1315 m

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Luego:
a)
L=P×h
L = 4 N × 44,1315 m
L = 176,526 J
b)
L = 176,526J/(9,807 kgf.m × J)
L = 18 kgf.m
7. Determinar el valor de la velocidad
que lleva un cuerpo cuya masa es de 5
kg, si su energía cinética es de 3500
Julios
Solución:
m= 5kg
k=3.500 J
V=?
Recordemos la fórmula de energía
cinética
k=(1/2)*m*v^2
(1/2)*m*v^2=k
m*v^2/2=k
m*v^2=2k
v^2=2k/m

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Sacamos la raíz cuadrada
v= 2k/m
v=((2).3500)/5
v=7000/5
v=√1400
v=37.41m/s
8. Determinar laenergía potencial
gravitacional de un camión que tiene
una masa de 3.5 toneladas (1
tonelada=1000kg)y se encuentra a una
altura de 225 centímetros sobre la
superficie de la tierra
m= 3.5toneladas =8500kg
h=225cm=2.25m
g= 9.8 m/s^2
p=?
P= m.g.h
P=(3500)(9.8)(2.25)
P=77.175J
9.Un Joule es aproximadamente el
trabajo necesario para elevar una
manzana grande una altura de 50 cm.
Discutir esta afirmación. Unamanzana de
200 g proporciona al ingerirla unas 100

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cal
(418
J).
Nuestros
músculos
transforman en trabajo mecánico sólo un
20% de la energía asimilada. Calcular la
energía mecánica.
Si nos comemos una manzana
incorporamos 418 J, que usamos para
diferentes cosas (por ejemplo, para
pensar). Nuestros músculos pueden
aprovechar sólo la quinta parte, el 20 %,
de esa energía quenos llega en forma
de energía química y transformarla en
energía mecánica. O sea que si nos
morfamos una manzana nuestros
músculos disponen de una energía.
Em = 418 J . 1/5
Em = 84 J
Ahora vamos a ver qué pueden hacer
nuestros músculos con esa energía. Si
cada manzana pesa 200 gr, 50 manzanas
poseen un peso de 10 kg. Para elevar
una bolsa de 50 manzanas hay que
incorporarle energía, que quedaráalmacenada en forma de energía
potencial,

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Trabajo y Energía
Ep = m .g . h = 10 kg . 10 m/s² . 2 m
Ep = 200 J
Ep 10. Un motor desplaza un objeto a 50 m
de distancia empleando una fuerza de
500N. Que trabajo realiza?
D=50m
F=500N
W=?
W=F.d =500N.50M
W=2500J
11. Un móvil cuya masa es de 600 kg
acelera a razón de 1,2 m/s ¿Qué fuerza lo
impulsó?
Datos:
m = 600
kg = 1,2 m/s2
F = ma
F...

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