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EJERCICIOS CON SOLUCIÓN

EJERCICIOS
1. Un cuerpo de masa 5 kg, inicialmente en reposo, está situado en un plano horizontal sin rozamientos y se le aplica una fuerza horizontal constante de 100 N durante 5 minutos. Con esa fuerza el cuerpo logra desplazarse 240 m.
a) ¿Qué trabajo se realizo? Expresa el resultado en julios y en kilográmetros.
b) ¿Cuál es el valor de la potencia mecánicadesarrollada?
Solución: a) W= 2,4E104 J = 2,45E 103 kgm; P = 80 W
2. Se arrastra un trillo tirando de él mediante una cuerda que forma con la horizontal un ángulo de 30o aplicando una fuerza constante de 40 kp ¿Cuánto vale el trabajo realizado en un recorrido de 200 m?
Solución: W = 6,796E104J

3. Mediante un motor de 1/5 CV de potencia, un cuerpo asciende 10m en 2 s ¿Cuál es la masa del cuerpo?Solución: m = 3 kg

4. Un proyectil de 0,4 kg atraviesa una pared de 0,5 m de espesor. La velocidad del proyectil al llegar a la pared era de 400 m/s y al salir, de 100 m/s. Calcular:
a) La energía cinética del proyectil al llegar a la pared y al salir de ella.
b) El trabajo realizado por el proyectil.
Solución: a) Ec de llegada = 32000 J; Ec de salida = 2000 J; b) W = 30000J

5. Unmuelle, de longitud 20 cm, se alarga a 28 cm al aplicarle una fuerza de 2 N. ¿Qué energía potencial elástica posee en estas condiciones?
Solución: Epx = 0,08 J

6. Por un molinillo de café conectado a una red de 220 V circula una corriente de 0,7 A. ¿Cuánta energía eléctrica consume en 1 minuto?
Solución: Ee = 9240 J.

7. Si se comunica a un sistema una cantidad de calor de 800 cal y realizaun trabajo de 2 kJ, ¿Cuál es la variación de energía que experimenta?
Solución: ΔE=1344 J

8. Desde una altura de 200 m se deja caer una piedra de 5 kg.
a) ¿Cuánto valdrá su energía potencial gravitatoria en el punto más alto?
b) Suponiendo que no exista rozamiento, ¿cuánto valdrá su energía cinética y la velocidad al llegar al suelo? c) ¿Cuánto valdrá su energía cinética en el punto mediodel recorrido?
Solución: a) Epg = 9800 J b) E = 9800J; v= 62.61 m/s2 c) Ec = 4900J

9. ¿Qué trabajo realiza un coche de 1000 kg de masa cuando sube a velocidad constante por una carretera de 2 km de longitud que tiene una inclinación de 10o?
Solución: W = 3,41E106J
10. ¿Qué trabajo realiza una grúa para elevar un bloque de cemento de 800 kg desde el suelo hasta 15 m de altura, sabiendo que elbloque se encuentra inicialmente en reposo y al final su velocidad es de 2 m/s?
Solución: W = 119320 J

11. Un motor de 20 CV acciona una grúa que eleva un cuerpo de 600 kg a 20 m de altura en 1 min ¿Cuál es el rendimiento de la instalación?
Solución: Rendimiento = 13,3%
12. Por un motor eléctrico conectado a una tensión de 220 voltios circula durante 1 hora una corriente de 8 amperios deintensidad. En ese tiempo ha conseguido elevar un cuerpo de 8000 kg a 25 m de altura. Calcula el rendimiento energético del motor.
Solución: Rendimiento = 30,9 %
13. Una grúa eleva una masa de 1 000 kg a una altura de 15 m en 1/4 de min.
a) ¿Qué trabajo realiza?
b) ¿Cuál es su potencia?
Solución: a) W = 147000 J; b) P =9810 W

14. Un motor quema 1 kg de combustible de poder calorífico 500kcal/kg y eleva 4000 kg de agua a 20 m de altura. ¿Cuál es el rendimiento del motor?
Solución: Rendimiento =37,67 %

15. Un automóvil de 1 000 kg de masa marcha a una velocidad de 108 km/h.
a) ¿Qué cantidad de calor se disipa en los frenos al detenerse el coche?
b) Si ese calor se comunicara a 10 litros de agua, ¿cuánto se elevaría su temperatura?
Solución: a) Q = 4,5E105J; b) ΔT = 10,8 oC16. Un muelle elástico se alarga 4 cm bajo la acción de una fuerza de 5 kp. Calcula la energía potencial elástica que almacena cuando se estira 10 cm.
Solución: Epx =6,131 J


17. En la cima de una montana rusa un coche y sus ocupantes, cuya masa total es 1 000 kg, está a una altura de 40 m sobre el suelo y lleva una velocidad de 5 m/s. ¿Qué energía cinética tendrá el coche cuando llegue a la...