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Energía (3ro SEC)

Energía cinética

44. Una fuerza resultante de 100 N actúa sobre una masa de 25 kg inicialmente en reposo y sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Calcula el trabajo total realizado, es decir la energía cinética adquirida, tras desplazarse: 5, 10, 15, y 20 metros.
Calcula ahora, mediante la ley de Newton y con tus conocimientos sobre los movimientos uniformementeacelerados, la velocidad del cuerpo en los lugares citados.


45. Supón ahora que la fuerza total de 100 N actúa a lo largo de 5 metros, en cuatro experiencias diferentes sobre masas de 25, 50, 75 y 100 kg. Calcula la velocidad de cada cuerpo en el lugar citado.
Representa, en un sistema de ejes, la energía cinética adquirida frente a las masas. ¿Qué te dice el resultado?
46. Calcula laenergía cinética de un automóvil cuya masa es 1000 kg y que se mueve con velocidad de 90 km/h.
47. Empujas, sobre una vía horizontal sin rozamiento, una vagoneta de 500 kg de masa con una fuerza horizontal de 200 N, haciéndole recorrer 10 metros. ¿Cuál ha sido el trabajo realizado? ¿Qué energía cinética ha adquirido la vagoneta? ¿Cuál es su velocidad al final del recorrido?
48. Empujas, ayudadopor dos amigos, un automóvil, con una fuerza horizontal de 1000 N a lo largo de 10 metros. Al final de ese recorrido lleva una velocidad de 2.23 m/s. Si la masa del coche es de 800 kg, ¿qué trabajo habremos realizado? ¿Qué energía cinética tiene el automóvil al final del recorrido? ¿Por qué son diferentes ambos resultados?
49. Práctica para casa: Pon dos monedas idénticas sobre la mesa. Con elcanto de una regla empuja por igual a las monedas durante un instante. Observar cuando se detienen. Luego, sobre una de ellas coloca otra con el fin de aumentar su masa, repitiendo el empujón con la regla. ¿Cuándo de detienen? ¿La distancia recorrida hasta pararse depende de la masa? Necesitaría, un automóvil, ¿más o menos distancia para detenerse cuando estás o menos cargado con personas o bultos?50. ¿Qué tiene más efecto sobre la energía cinética: aumentar (al doble) la masa o aumentar (al doble) la velocidad?
51. Actividad de investigación. Haz una estimación aproximada de la energía cinética que tienen:
a) un coche circulando por una autopista
b) una pelota de tenis en un saque
c) un balón en una falta lanzada por Figo

Energía potencial

52. Vamos a suponer que colocascuatro cajas de 10 kg cada una en cada una de las baldas de una estantería. Las baldas se encuentran a 0.5, 1, 1.5, y 2 metros del suelo. Calcula:
a) el trabajo (es decir, la energía potencial adquirida) que realizas para elevar cada una de las cajas desde el suelo a sus respectivas baldas
b) la energía que cada caja adquiere como resultado de dicho trabajo
c) Haz un gráfico de la energíapotencial adquirida por cada caja en función de su posición con respecto al suelo. Interpreta dicho resultado.
53. Calcula el trabajo realizado para elevar desde el suelo cajas de 10, 2, 30 y 40 kg hasta la segunda balda.
Calcula la energía que cada caja adquiere como resultado de dicho trabajo.
Representa en unos ejes coordenados la energía potencial adquirida por cada caja en función de su masa.Interpreta dicho resultado.

54. Un montacargas eleva 200 kp de peso al piso 20 de un rascacielos. Cada piso tiene 3 metros de altura, ¿cuál es la energía potencial que adquiere dicho peso?

55. Se quiere elevar un objeto de 1500 kg a una altura de 20 metros mediante una grúa. Calcular: a) el trabajo que debe de realizar el motor de la grúa, b) la potencia empleada (en W y en CV) por su motorpara realizar el trabajo en 30 s.
56. Calcula la energía potencial respecto del suelo de los siguientes objetos:
a) Saltador de trampolín de 70 kg a 5 m de altura
b) Manzana de 250 g en una rama situada a 2 m del suelo
c) Sergel Bubka (recordman de pértiga) de 75 kg cuando se encuentra a 6,06 m de altura.
57. Actividad de investigación. Haz una estimación aproximada de la energía potencial...
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