96961 Guia5 TrabajoyEnergia

U N I V E RS I D AD
TECNOLOGIC A
METROPOLITANA
DEPTO.DE FÍSICA

GUIA EJERCICIOS
TRABAJO Y ENERGÍA
Objetivos:
• Definir, aplicar y calcular trabajo realizado por una fuerza constante sobre un cuerpo a lo largo de
una trayectoria.
• Definir, calcular y aplicar el concepto de energía cinética de un cuerpo.
• Aplicar el teorema del trabajo neto y la variación de la energía cinética para resolverproblemas.
• Definir y aplicar el concepto de potencia mecánica.
Para complementar el estudio de este tópico, usted debería dedicar al menos 08 horas
pedagógicas (6 hrs. cronológicas) dedicadas al desarrollo de esta guía, consultar material
bibliográfico e internet.

1.- Un bloque de 5 Kg. desliza 1m sobre una superficie horizontal. Si el coeficiente de roce
cinético entre el bloque y la superficie es0,3 a) ¿qué trabajo realizará el bloque sobre la
superficie? , b) qué trabajo realizará la superficie sobre el bloque?
Sol.: a) 0 , b) 1,5 Kpm.
2.- Una fuerza de 13 N actúa sobre un bloque de 9 Kg
de masa según muestra la figura, el coeficiente de
rozamiento cinético entre el bloque y la superficie es
0,3. Determinar el trabajo realizado por todas las
fuerzas cuando el bloque se mueve 3m haciala
derecha.
Sol.: 24,53 Kpm.

F
20º

3.- Un bloque de 5 kg. baja deslizando 2m por un plano rugoso (K = 0,40) que tiene una
inclinación de 40º con respecto a la horizontal. Determinar el trabajo realizado por todas las
fuerzas que actúan sobre el bloque.
Sol.: 3,37 Kpm.
4.- Una bala penetra en una plancha de 5 cm de espesor con una velocidad de 600 m/s y ale con
una velocidad de 240 m/s. Determinarel espesor máximo de plancha que puede atravesar dicha
plancha.
Sol.: 5,95 cm.
5.- Se empuja un bloque de 2 Kg de masa contra un resorte cuya constante de elasticidad
K = 500 N/m comprimiéndolo 20 cm. Luego se suelta y el muelle proyecta al bloque por una
superficie horizontal y un plano inclinado en 45º con respecto a la horizontal sin rozamiento.
¿Qué distancia recorre el bloque subiendo por elplano inclinado.
Sol.: 0,721 m
6.- Un objeto de 5,0 kg es levantado por una cuerda ejerciendo una fuerza T de modo que se
desplaza hacia arriba con una aceleración de 5,0 m/s2. El objeto se eleva 3,0 m. Determinar: a)
la tensión T; b) el trabajo realizado por T; c) el trabajo realizado por la Tierra; d) la energía
cinética del objeto después de ser elevado 3 m, si inicialmente estaba en reposo.Sol.: a) 74 N; b) 222 J; c) –147 J; d) 75 J

7.- Una caja de 3,0 kg baja a lo largo de un plano inclinado liso en 30º respecto a la horizontal.
Parte del reposo desde la parte superior del plano, situada a una altura de 12,0 m sobre el suelo.
a) ¿Cuál es la energía potencial inicial de la masa, considerando el nivel cero de energía
potencial en la base del plano? Determinar: b) la aceleración de lamasa; c) su posición y
velocidad después de 2,0 s de empezar a deslizar; d) la energía potencial, energía cinética y
energía total en ese instante; e) la energía cinética total cuando la caja alcanza la parte inferior
del plano.
Sol.: a) 360 J; b) 5 m/s2; c) ha bajado 10 m, medidos sobre el plano; 10 m/s; d) 210 J;
150 J; 360 J ; e) 360 J

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DEPTO.DEFÍSICA

8.- Un cuerpo de 0,2 kg cae libremente desde una altura de 3,0 m sobre un montón de arena. Si
el cuerpo penetra 3,0 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
9.- Un bloque de m = 2,0 kg situado a una alturah= 1,0 m sobre el nivel del suelo, se desliza
por una rampa curva y lisa, partiendo desde el reposo. Alcanza a resbalar una distancia d = 6,0
m sobre una superficie horizontal rugosa antes de llegar al reposo. Determine : a) la rapidez del
bloque al llegar a la parte inferior de la rampa ; b) el trabajo realizado por la fuerza peso sobre
m
el bloque, hasta que éste se detiene ; c) el
trabajo...