ejercicios de trabajo y energía
Páginas: 6 (1277 palabras)
Publicado: 8 de mayo de 2013
TRABAJO Y ENERGÍA
Ejercicios
1) Un coche de 1425 kg arranca sobre una pista horizontal en la que se supone una fuerza de rozamiento constante de valor 150 N. Calcular:
a) Trabajo realizado por el motor desde que sale hasta alcanzar 120 km/h en un recorrido de 800 m.
b) Potencia media desarrollada por el motor en ese tiempo.
Sol: a) 911200J ; b) 18983,33 W
2) Un automóvil de masa 1tonelada lleva una velocidad constante de 108 km/h a lo largo de una carretera que presenta una pendiente del 2%.
a) ¿Qué potencia desarrolla el motor?
b) ¿ Y si hubiese un coeficiente de rozamiento µ = 0,3 ?
Sol: a) 5880W ; b) 94080W
3) Un proyectil de 400 g atraviesa una pared de 0,5 m de grosor. Su velocidad al penetrar la pared era de 400 m/s, y al salir de 100 m/s. Calcula la fuerza deresistencia que ha ofrecido la pared?
Sol: –60000N
4) La fuerza con que los gases procedentes de la explosión de la carga de combustión actúan en el interior de un fusil sobre el proyectil de 5 g viene dada por F = 400 – 800 x , donde F viene dada en newtons y x en metros. Si el proyectil es disparado con una velocidad de 200 m/s, calcula su energía en el instante de abandonar el arma y lalongitud del cañon.
Sol: a) 100J ; b) 0,5 m
5) Un cuerpo de 100 g de masa, sujeto a un muelle cuya constante de elasticidad es K = 50 N/m, está inicialmente en reposo , separado 5 cm de su posición de equilibrio. Calcula la velocidad que poseerá el cuerpo cuando pase por la posición de equilibrio suponiendo:
a) Se despecia el rozamiento
b) Existe una fuerza de rozamiento de 0,1 N
Sol: a)1,12 m/s ; b) 1,07 m/s
6) Desde una altura de 1m se deja caer un cuerpo de 50 g sobre un muelle elástico, de 10 cm de longitud y cuya constante de elasticidad es K = 500 N/m. Calcula la máxima deformación que experimentará el muelle en ausencia de rozamiento.
Sol: 0,043m
7) Desde el punto (1) situado a 1m de altura dejamos caer un cuerpo de masa 1kg deslizando por la pista sin rozamiento querepresenta la figura. Al final hay un muelle cuya K = 200 N/m. Hallar
a) Velocidad del objeto al chocar contra el resorte
b) Máxima deformación que experimentará el resorte
c) Altura sobre el suelo que alcanzará el objeto después de salir impulsado por el muelle.
Sol: a) 4,43 m/s ; b) 0,31m ; c) 1m
8) Desde el punto más alto de una esfera de radio R sedesliza libremente sin rozamiento ni velocidad inicial un cuerpo de masa m. Determinar:
a) ¿En qué punto de la trayectoria abandonará la esfera?
b) ¿Con qué velocidad llegará al sulelo?
Sol: a) = 48,19º ; b) m/s
9) Un avión vuela a 600 km/h y suelta una bomba de 50 kg cuando se encuentra a 800 m de altura. Calcula la energía mecánica en los siguientes momentos:
a) Cuando la suelta
b)Cuando llega al suelo
c) Diez segundos después del lanzamiento
d) cuando se encuentra a 50m del suelo
Sol: a) 1086472 J
10) Una masa de 4 kg se encuentra sobre una superficie horizontal en contacto con un muelle de constante K = 1000 N/m que se encuentra comprimido 1 m . Soltamos el muelle y la masa recorre 12 m sobre la superficie horizontal, a partir de los cuales asciende por un planoinclinado 30º de modo que cuando se encuentra a una altura de 0,5 m sobre el suelo su velocidad es de 10 m/s. Determinar el coeficiente de rozamiento suponiendo el mismo en todo el recorrido.
Sol: 0,56
11) Encontrar la velocidad mínima en A para llegar a B en las dos situaciones de la figura. En ambos casos no hay rozamientos.
Sol: a) ; b)
12) Un motor de 16 CV elevaun montacargas de 500 kg a 50 m en 25 s. Calcular:
a) Trabajo realizado
b) Potencia útil desarrollada
c) Rendimiento del motor.
Sol: a) 245000 J , b) 9800 W ; c) 0,83
13) Una masa colgada de un hilo de 1m de longitud es desplazada 30º de la vertical y se deja libre. Hallar su velocidad cuando la cuerda forma un ángulo de 10º con la vertical.
Sol:1,53 m/s
14) Se dispara un proyectil...
Ejercicios
1) Un coche de 1425 kg arranca sobre una pista horizontal en la que se supone una fuerza de rozamiento constante de valor 150 N. Calcular:
a) Trabajo realizado por el motor desde que sale hasta alcanzar 120 km/h en un recorrido de 800 m.
b) Potencia media desarrollada por el motor en ese tiempo.
Sol: a) 911200J ; b) 18983,33 W
2) Un automóvil de masa 1tonelada lleva una velocidad constante de 108 km/h a lo largo de una carretera que presenta una pendiente del 2%.
a) ¿Qué potencia desarrolla el motor?
b) ¿ Y si hubiese un coeficiente de rozamiento µ = 0,3 ?
Sol: a) 5880W ; b) 94080W
3) Un proyectil de 400 g atraviesa una pared de 0,5 m de grosor. Su velocidad al penetrar la pared era de 400 m/s, y al salir de 100 m/s. Calcula la fuerza deresistencia que ha ofrecido la pared?
Sol: –60000N
4) La fuerza con que los gases procedentes de la explosión de la carga de combustión actúan en el interior de un fusil sobre el proyectil de 5 g viene dada por F = 400 – 800 x , donde F viene dada en newtons y x en metros. Si el proyectil es disparado con una velocidad de 200 m/s, calcula su energía en el instante de abandonar el arma y lalongitud del cañon.
Sol: a) 100J ; b) 0,5 m
5) Un cuerpo de 100 g de masa, sujeto a un muelle cuya constante de elasticidad es K = 50 N/m, está inicialmente en reposo , separado 5 cm de su posición de equilibrio. Calcula la velocidad que poseerá el cuerpo cuando pase por la posición de equilibrio suponiendo:
a) Se despecia el rozamiento
b) Existe una fuerza de rozamiento de 0,1 N
Sol: a)1,12 m/s ; b) 1,07 m/s
6) Desde una altura de 1m se deja caer un cuerpo de 50 g sobre un muelle elástico, de 10 cm de longitud y cuya constante de elasticidad es K = 500 N/m. Calcula la máxima deformación que experimentará el muelle en ausencia de rozamiento.
Sol: 0,043m
7) Desde el punto (1) situado a 1m de altura dejamos caer un cuerpo de masa 1kg deslizando por la pista sin rozamiento querepresenta la figura. Al final hay un muelle cuya K = 200 N/m. Hallar
a) Velocidad del objeto al chocar contra el resorte
b) Máxima deformación que experimentará el resorte
c) Altura sobre el suelo que alcanzará el objeto después de salir impulsado por el muelle.
Sol: a) 4,43 m/s ; b) 0,31m ; c) 1m
8) Desde el punto más alto de una esfera de radio R sedesliza libremente sin rozamiento ni velocidad inicial un cuerpo de masa m. Determinar:
a) ¿En qué punto de la trayectoria abandonará la esfera?
b) ¿Con qué velocidad llegará al sulelo?
Sol: a) = 48,19º ; b) m/s
9) Un avión vuela a 600 km/h y suelta una bomba de 50 kg cuando se encuentra a 800 m de altura. Calcula la energía mecánica en los siguientes momentos:
a) Cuando la suelta
b)Cuando llega al suelo
c) Diez segundos después del lanzamiento
d) cuando se encuentra a 50m del suelo
Sol: a) 1086472 J
10) Una masa de 4 kg se encuentra sobre una superficie horizontal en contacto con un muelle de constante K = 1000 N/m que se encuentra comprimido 1 m . Soltamos el muelle y la masa recorre 12 m sobre la superficie horizontal, a partir de los cuales asciende por un planoinclinado 30º de modo que cuando se encuentra a una altura de 0,5 m sobre el suelo su velocidad es de 10 m/s. Determinar el coeficiente de rozamiento suponiendo el mismo en todo el recorrido.
Sol: 0,56
11) Encontrar la velocidad mínima en A para llegar a B en las dos situaciones de la figura. En ambos casos no hay rozamientos.
Sol: a) ; b)
12) Un motor de 16 CV elevaun montacargas de 500 kg a 50 m en 25 s. Calcular:
a) Trabajo realizado
b) Potencia útil desarrollada
c) Rendimiento del motor.
Sol: a) 245000 J , b) 9800 W ; c) 0,83
13) Una masa colgada de un hilo de 1m de longitud es desplazada 30º de la vertical y se deja libre. Hallar su velocidad cuando la cuerda forma un ángulo de 10º con la vertical.
Sol:1,53 m/s
14) Se dispara un proyectil...
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