Tarea

FISICA 510141

Trabajo y Energía


1) Dos esferas de masas m1 = 10.0 kg y m2 = 8.0 kg cuelgan de una polea sin fricción. Determinar: a) trabajo realizado por la fuerza de gravedad sobre cada esfera por separado cuando la de 10.0 kg se desplaza 0.50 m hacia abajo. b) trabajo total realizado sobre cada esfera, incluido el efectuado por la fuerza de la cuerda R: a) 49.0 J y -39.2 J b)5.45 J y 4.36 J

2) Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total de 18.0 kg y se jala con velocidad constante por medio de una cuerda inclinada 20° respecto de la horizontal. La carretilla se desplaza 20.0 m sobre una superficie horizontal. El coeficiente de fricción cinético entre la superficie y la carretilla es 0.500. Determinar: a) tensión de la cuerda, b) trabajo que efectúa lacuerda sobre la carretilla, c) energía perdida debido a la fricción R: a) 79.4 N b) 1.49 x 103 J c) –1.49 x 103 J



3) Desde la base de un plano inclinado en 30º se lanza hacia arriba un bloque de 5.0 kg con velocidad inicial de 8.0 m/s. El bloque se detiene después de recorrer 3.0 m a lo largo del plano. Determinar: a) el cambio en la energía cinética del bloque, b) el cambio en suenergía potencial, c) el valor de la fuerza de roce ejercida sobre él (supuesta constante), y d) el coeficiente de roce cinético
R: a) –160 J b) 73.5 J c) 28.8 N d) 0.679

4) Se tiene una esfera de masa 2.0 kg moviéndose a través de un riel, como se muestra en la figura 1. Si la rapidez de la esfera en A es 3 m/s y no existe fricción entre la esfera y el riel, determinar: a) hasta dóndellega la esfera, b) rapidez en C, c) trabajo realizado por la fuerza de gravedad al ir desde A hasta B. d) Si el segmento de B a E es rugoso y la esfera se detiene en C, ¿cuánta energía se pierde debido a la fricción en este segmento? R: a) no alcanza a llegar a E, b) 4.3 m/s, c) 29.4 J, d) -18.8 J

5) Una fuerza F(x) que actúa sobre una partícula de 3 kg varía del modo indicado en lafigura 2, determinar:
a) trabajo realizado por la fuerza F cuando la partícula se mueve desde x = 0 m a x = 3 m; de x = 3 m a x = 6 m;
b) trabajo total realizado cuando se mueve desde x = 0 m a x = 6 m
c) Si la energía cinética en x = 0 m era de 14 J ¿cuál era la velocidad en x = 4 m?
R: a) 7.5 J, -3 J b) 4.5 J c) 3.9 m/s















6) Una esfera de masa m sesuelta desde un punto A situado a una altura h sobre el suelo. En su caída vertical la esfera pasa por el punto B situado a h/3 sobre el suelo. No considere resistencia del aire.
a)¿en cuánto disminuye la energía potencial gravitacional de la esfera al pasar de A a B?
b)¿cuál es la energía cinética de la esfera en B?
c)¿cuál es la energía mecánica de la esfera en A y B?
d)Si la esfera rebotaen el suelo y en el impacto pierde el 20% de la energía con la cual llega ¿hasta qué altura alcanza en el rebote?
R: a) disminuye en (2/3) mgh b) (2/3)mgh c) mgh d) 0.8 h

7) Una cuenta de masa 5.00 g se desliza sin fricción dando un giro completo (figura 3). Si la cuenta se suelta desde una altura h = 3.50 R, determinar: a) su rapidez en el punto A, b) fuerza normal en ese puntoR: a) (3gR)(1/2), b) 0.098 N hacia abajo

8) Una partícula de masa m parte del reposo y se desliza hacia abajo por un tramo sin fricción. Abandona el tramo en forma horizontal y golpea el suelo como indica la figura 4. Determinar h
R: 1.45 m













9) En la figura 5, el bloque de masa 3.0 kg parte del reposo a una altura h = 0.60 m. Después de alcanzar la parteinferior del plano se desliza por una superficie horizontal. En ambas superficies el coeficiente de fricción es μc = 0.20. Determinar la distancia que recorre el bloque en la superficie horizontal antes de detenerse. R: 1.96 m

10) En la figura 6 si el sistema parte del reposo, a) ¿cuánto debe recorrer el bloque sobre el plano para que adquiera una rapidez de 3 m/s si no hay roce en el...