Trabajo y energia

Pag. 1/4

Física - Ingreso a Técnicos Asistenciales en Salud

Trabajo y
Energía

Trabajo – Potencia y Energía
Ejercicio 1)
Un cuerpo de 15 kg se deja caer desde una altura de 10 metros. Calcula el trabajo realizado
por el peso del cuerpo.

Solución:
W= F . Δx = p . h = m.g.h = 15 kg..9,8 m/s2.10m = 1470 J
Ejercicio 2)
Sobre un cuerpo de 10 kg de masa actúa una fuerza de 100N queforma un ángulo de 30º con
la horizontal que hace que se desplace 5 m. Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el suelo es 0,2,
calcula el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de rozamiento y la fuerza aplicada sobre el cuerpo.

Solución:
N

F
Fy

Fr

Fx

P
La normal y el peso son perpendiculares a la dirección del desplazamiento y, por tanto, no realizantrabajo.
La fuerza de rozamiento se opone al movimiento del cuerpo, por lo que realiza un trabajo negativo.
Para calcular la fuerza de rozamiento necesitamos conocer la normal “N”. De la figura se deduce que N + FY=P,
de donde: N=P-Fy.
Aplicando la definición de seno y coseno de un ángulo se deduce que:
FY=F.sen30º y Fx=F.cos30º.
El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento será igual a:
W=– FR.Δx= –μ.N. Δx= –μ.(P–Fy). Δx = –μ.(m.g–F.sen 30º). Δx=–0,2.10kg.9,8m/s2–100N.0,5).5=–48J
Sólo realiza trabajo la componente FX de la fuerza aplicada sobre el cuerpo:
W = Fx. Δx = F. cos 30º . Δx = 100kg.0,866.5m= 433J
Ejercicio 3)
Una bomba eléctrica es capaz de elevar 500 kg de agua a una altura de 25 metros en 50
segundos. Calcular la potencia útil de la bomba.

Solución:

P=

WF.Δ. m.g.h 500kg.9,8m/s 2 .25m
=
=
=
= 2450W
Δt
50s
Δt
Δt

Ejercicio 4)

Calcula la energía cinética de un coche de 500 kg de masa que se mueve a una velocidad de

100 km/h.
Solución:
Pasamos la velocidad a las unidades del sistema internacional:

100

km 1000 m 1 h
⋅
⋅
= 27,8 m/s
h 1 km 3600 s

Sustituimos en la ecuación de la energía cinética:
2

1
m⎞
⎛
Ec = .m.v2 = 0,5.500kg.⎜ 27,8 ⎟ = 6950J
2
s⎠
⎝

INGRESO
2014

Pag. 2/4

Física - Ingreso a Técnicos Asistenciales en Salud

Trabajo y
Energía

Ejercicio 5)
Un cuerpo de 20 kg de masa que se mueve a una velocidad 2 m/s se somete a una aceleración
de 2 m/s2 durante 5 s. Calcula el trabajo efectuado sobre el cuerpo.

Solución:
El trabajo efectuado sobre el cuerpo es igual a la variaciónque experimenta su energía cinética.

W=ΔE C =

1
1
2
⋅ m ⋅ v2 − ⋅ m ⋅ vO
2
2

Conocemos todos los datos excepto la velocidad del cuerpo después de los 5 s. Utilizamos la ecuación de un
movimiento uniformemente acelerado para calcular esta velocidad:
v = v0 + a . Δt = 2 m/s + 2 m/s2 . 5 s =12 m/s
Sustituimos los datos en la ecuación de arriba:

W=ΔE C =

1
1
⋅ 20 ⋅122 − ⋅ 20 ⋅22 = 1400 J
2
2

Ejercicio 6)
El conductor de un coche de 650 kg que va a 90 km/h frena y reduce su velocidad a 50 km/h.
Calcula:
a) La energía cinética inicial.
b) La energía cinética final.
c) El trabajo efectuado por los frenos.

Solución:
90 km/h son 25 m/s y 50 km/h son 13,9 m/s.

1
2
⋅ m ⋅ v 0 = 0,5 ⋅ 650 ⋅ 252 = 203125 J
2
1
2
2
b) Ec= ⋅ m ⋅ v = 0,5 ⋅ 650 ⋅13,9 = 62793,3J
2
d) W=ΔE C = Ec − Ec0 = 62793,3 − 203125 = −140331, 7 J
a) Ec=

Ejercicio 7)
Se dispara una bala de 10 gr con una velocidad de 500 m/s contra un muro de 10 cm de
espesor. Si la resistencia del muro al avance de la bala es de 3000 N, calcula la velocidad de la bala después
de atravesar el muro.

Solución:
El muro opone una resistencia al paso de la bala por lo que realiza un trabajonegativo:

1
2 1
2
W = ΔEc ; − F.Δ. = .m.v f − .m.v 0
2
2
Sustituimos:

-3000 ⋅ 0,1 =

1
1
⋅ 0, 01 ⋅ v 2 − ⋅ 0, 01 ⋅ 500 2
2
2

Despejamos “v” y calculamos y obtenemos una velocidad de 435,9 m/s.

INGRESO
2014

Pag. 3/4

Física - Ingreso a Técnicos Asistenciales en Salud

Trabajo y
Energía

Ejercicio 8)
Un automóvil de 1000 kg de masa aumenta su velocidad de 0 a...