Guia De Energia

FÍSICA MECÁNICA --- FIS - 610


5ª GUIA DE EJERCICIOS.
ENERGÍA

1.- María y José juegan deslizándose por un tobogán de superficie lisa. Usan para ello un deslizador de masa despreciable. Ambos parten del reposo desde un punto A, que se encuentra a 12 m del nivel del suelo. En la base del tobogán está colocado un gran resorte de constante k = 14400 N/m, que los detiene en su movimiento.José se tira primero. María se tira después. Luego ambos se tiran juntos por el tobogán.
a) Si la masa de José es 60 kg, determine la compresión del resorte producida por él.
b) Si María comprime el resorte en 90 cm, determine la masa de María.
c) Calcule la compresión del resorte producida cuando se tiran juntos.









2.- Un cuerpo de 0,2 kg cae libremente desde una altura de 3 m sobre unmontón de arena. Si el cuerpo penetra 3 cm en la arena antes de detenerse, determine la fuerza media que ejerció la arena sobre él. Resuelva el problema usando el teorema del trabajo y la energía y también usando cinemática y las leyes de Newton. Sol.: aprox. 200 N

3.- Se lanza una pelota de 0,2 kg con una velocidad inicial de 25 m/s formando un ángulo de 53° hacia arriba respecto a lahorizontal. a) ¿Cuál es la energía mecánica total inicialmente? b) ¿Cuál es la energía cinética mínima durante el vuelo de la pelota? ¿En qué punto tiene su energía cinética mínima? c) ¿Cuál es la energía potencial máxima de la pelota durante su vuelo? d) Hallar la altura máxima alcanzada por la pelota.
Sol. : a) 62,5 J; b) 22,5 J; c) 40 J; d) 20 m

4.- Se dispara un proyectil de masa m = 0,5 kg con unavelocidad [pic]m/s. El proyectil sale de una altura de 2 m sobre el nivel del suelo. Desprecie la resistencia del aire. Determine: a) la altura máxima, respecto al suelo, alcanzada por el proyectil; b) el trabajo realizado por la fuerza peso sobre el proyectil desde que éste sale hasta que alcanza su altura máxima; c) la energía cinética del proyectil 4 segundos después de ser lanzado.
Sol.: a) 22m; b) –100 J; c) 156,2 J

5.- Una masa de 1 kg se desliza hacia la derecha sobre una superficie horizontal con coeficiente de roce [pic] = 0,25 (ver figura). Ésta tiene una rapidez v0 = 3 m/s cuando entra en contacto con un resorte de constante k = 50 N/m. La masa llega al reposo después de que el resorte se ha comprimido una distancia d. Después, la masa es impulsada hacia la izquierda por elresorte, recorriendo una distancia D a la izquierda de la posición no deformada del resorte. Determine: a) la distancia comprimida d, b) la velocidad v de la masa cuando pasa por la posición no deformada del resorte, hacia la izquierda, y c) la distancia D en donde la masa llega al reposo. Sol: a) 0,378 m; b) 2,3 m/s; c) 1,08 m

6.- Un bloque de 5 kg de masa se encuentra en reposo en el punto A,comprimiendo un resorte de constante k =1550 N/m. La compresión del resorte es 0,6 m. El bloque es soltado en A, sigue moviéndose por un plano horizontal suave y luego sube por un plano áspero inclinado en 30º (OB), con [pic]k = 0,15. En la figura, la distancia OC = 5,2 m. El bloque sale del plano inclinado en el punto B, aterrizando luego en el punto D. Determine: a) el trabajo realizado por lafuerza de roce en todo el trayecto, desde A a D; b) la altura máxima alcanzada por el bloque después que sale desde B, con respecto al nivel del suelo; c) la distancia horizontal CD recorrida por el bloque.
Sol.: a) –39 J; b) 3,45 m; c) 5,9 m






7.-Desde lo alto de un plano a 5 m de altura del suelo (punto A), se deja caer un bloque de 15 kg de masa (su velocidad inicial es cero). Al llegar abajocorre un cierto trecho por una pista horizontal, hasta llegar al punto B. En el trayecto A-B pierde 150 J de energía. Finalmente comienza a subir por un segundo plano hasta pasar por el punto C, ubicado a 2 m de altura del suelo. En el trayecto B-C pierde 100 J de energía. Determine,
a) La energía del bloque en el punto A
b) La velocidad del bloque en el punto B
c) La velocidad del bloque en el...