Trabajo y energia(ejercicios resueltos)

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Ejercicios Resueltos Trabajo Y Energía.

1. Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.

Sol//

Datos:

r=2m

F=10N

Sabemos que W=F.r entonces remplazando tenemos:

W=F.r

W=10N*2m

W=20J

El trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2m es de 20J.

2. Si una persona saca de un pozo una cubeta de 20 kg yrealiza un trabajo equivalente a 6.00 kJ, ¿Cuál es la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanece constante.

Sol//

Datos

m=20kg

W=6.00kJ

h?

El trabajo realizado es igual al cambio de la energía potencial, ya que en este caso la energía cinética permanece constante, por lo tanto:

W=mgh

h=W/mg

h=6000/(20*9.81)

h=30.61m

Laprofundidad del poso es de 30.61m

3. Para los distintos valores del ángulo alfa, calcular:

- El trabajo de la fuerza f al recorrer la distancia d.

- En todos los casos f = 10 n y d = 10 m.

a) α= 60°, b) α = 60° hacia abajo, c) α = 90°, d) α = 180°. e)   α ’120º

Sol//

Datos:

F=10N

d=10m

  a) α=60°

W=F.r=Fr.Cos(α)

W=10N.10m. Cos (60°)

W=50J

  b) α=60°W=-F.r=Fr.Cos(α)

W=-10N.10m. Cos (60°)

W=-50J

  c) α=90°

W=F.r=Fr.Cos(α)

W=10N.10m. Cos (90°)

W=0J no se efectúa trabajo.

  d) α=180°

W=F.r=Fr.Cos(α)

W=10N.10m. Cos (180°)

W=-100J

  d) α=120°

W=F.r=Fr.Cos(α)

W=10N.10m. Cos (120°)

W=-50J

4. Un joven ejerce una fuerza horizontal constante de 200 N sobre un objeto que avanza 4 m. El trabajo realizado por el joven esde 400 J. El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es:

a) 60° b) 30 c) 45° d) 53° e) ninguna de las anteriores.

Sol//

Datos

F=200N

W=400J

r=4m

W=F.r=Fr.Cos(α)

Cos(α)’W/F.r

Cos(α)’400J/200N.4m

Cos(α)’ 0.5α’ 60°

El ángulo que forman la fuerza con el desplazamiento es de 60°

5-una mujer empuja una cortadora de pasto con una fuerza de 200N cuando lamaquina se mueve 25m. El mango de la podadora forma un Angulo de 60º...

N° 1 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 1) Transformar 250 kgf.m a Joul y kW.h.

Desarrollo
1 kgf.m | ® | 9,807 J |
250 kgf.m | ® | 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 × 9,807 J/3.600.000 kgf.m |

x = 6,81.10-4 kW.h

N° 2 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 2) ¿Cuántos kgf.m y Joul representan 25 kW.h?.
Desarrollo
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

N° 3 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 3) Indicar cuántos Joul y kW.h son 125478 kgm.
Desarrollo
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 |

x = 0,3418 kW.h

N° 4 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 4) Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.
Desarrollo

L = F × d

L = 10 N × 2 m

L = 20 J

N° 5 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 5) ¿Qué trabajo realiza unhombre para elevar una bolsa de 70 kgf a una altura de 2,5 m?. Expresarlo en:

a) kgf.m

b) Joule

c) kW.h

Desarrollo

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

c)

L = 175 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m

L = 0,000477 kW.h

N° 6 de Cálculo de trabajo y cambio de unidades, Joul, kwh:

Problema n° 6) Un cuerpo cae...
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