EJERCICIOS DE TRABAJO Y ENERGIA
Páginas: 4 (918 palabras)
Publicado: 15 de abril de 2015
PROBLEMAS DE TRABAJO Y ENERGÍA
1. Un cuerpo de 5 kg de masa cae libremente. Cuando se encuentra en el punto A, a 7 m del suelo, posee una velocidad vA = 6 m/s. Determina su energía cinética ypotencial cuando se encuentra en B a 3 m de altura.
La energía potencial en A vale: EpA = m·g·hA = 5 kg · 9,8 m/s2 · 7 m = 343 J
La energía cinética en A vale: EcA = ½·m·v2 = 2,5 kg · 36 m2/s2 = 90 J
Laenergía potencial en B vale: EpB = m·g·hB = 5 kg · 9,8 m/s2 · 3 m = 147 J
Como se conserva la energía mecánica, EpA + EcA = EpB + EcB
La energía cinética en B vale: EcB = EpA + EcA - EpB = 343 J + 90 J- 147 J = 286 J
2. El motor de una excavadora tiene una potencia de 250 CV. ¿Cuál es su potencia en vatios y en kilovatios? ¿Qué trabajo puede realizar en una hora de funcionamiento?
a)
b) W = P ·t = 183750 W · 3600 s = 6,62·108 J
3.- Se sube una caja de 100 kg a una altura de 120 cm del suelo (a un camión). Indica qué trabajo se realiza al subirla directamente o al subirla mediante unatabla de 3 m de longitud. ¿En qué caso se realiza más fuerza?
a) El trabajo que se realiza es el mismo.
Directamente: W = F·d·cosθ = m·g·d = 100 kg · 9,8 m/s2 · 1,2 m =1176 J
Con la tabla: La fuerza quehay que hacer es la necesaria para vencer la componente x del peso:
W = F·l·cosθ
F = Px = m·g·senα
F = 100 kg · 9,8 m/s2 · 1,2 m/3 m
F = 392 N
W = 392 N · 3 m = 1176 J
b) La fuerza quehay que hacer al subir la caja directamente (980 N) es mayor que la que se hace para subirla utilizando la tabla (392 N).
4. Una grúa eleva una carga de 500 kg desde el suelo hasta una altura de 15 men 10 segundos. Halla la potencia desarrollada por la grúa en kW y en CV.
5. Una máquina consume una energía de 1000 J para realizar un trabajo útil de 650 J. Calcula su rendimiento.
6. Parasubir un cuerpo de 10 kg a una altura de 2 m mediante un plano inclinado de 5 m de longitud se necesita aplicar una fuerza constante de 50 N paralela al plano. Calcula el rendimiento.
El trabajo útil...
1. Un cuerpo de 5 kg de masa cae libremente. Cuando se encuentra en el punto A, a 7 m del suelo, posee una velocidad vA = 6 m/s. Determina su energía cinética ypotencial cuando se encuentra en B a 3 m de altura.
La energía potencial en A vale: EpA = m·g·hA = 5 kg · 9,8 m/s2 · 7 m = 343 J
La energía cinética en A vale: EcA = ½·m·v2 = 2,5 kg · 36 m2/s2 = 90 J
Laenergía potencial en B vale: EpB = m·g·hB = 5 kg · 9,8 m/s2 · 3 m = 147 J
Como se conserva la energía mecánica, EpA + EcA = EpB + EcB
La energía cinética en B vale: EcB = EpA + EcA - EpB = 343 J + 90 J- 147 J = 286 J
2. El motor de una excavadora tiene una potencia de 250 CV. ¿Cuál es su potencia en vatios y en kilovatios? ¿Qué trabajo puede realizar en una hora de funcionamiento?
a)
b) W = P ·t = 183750 W · 3600 s = 6,62·108 J
3.- Se sube una caja de 100 kg a una altura de 120 cm del suelo (a un camión). Indica qué trabajo se realiza al subirla directamente o al subirla mediante unatabla de 3 m de longitud. ¿En qué caso se realiza más fuerza?
a) El trabajo que se realiza es el mismo.
Directamente: W = F·d·cosθ = m·g·d = 100 kg · 9,8 m/s2 · 1,2 m =1176 J
Con la tabla: La fuerza quehay que hacer es la necesaria para vencer la componente x del peso:
W = F·l·cosθ
F = Px = m·g·senα
F = 100 kg · 9,8 m/s2 · 1,2 m/3 m
F = 392 N
W = 392 N · 3 m = 1176 J
b) La fuerza quehay que hacer al subir la caja directamente (980 N) es mayor que la que se hace para subirla utilizando la tabla (392 N).
4. Una grúa eleva una carga de 500 kg desde el suelo hasta una altura de 15 men 10 segundos. Halla la potencia desarrollada por la grúa en kW y en CV.
5. Una máquina consume una energía de 1000 J para realizar un trabajo útil de 650 J. Calcula su rendimiento.
6. Parasubir un cuerpo de 10 kg a una altura de 2 m mediante un plano inclinado de 5 m de longitud se necesita aplicar una fuerza constante de 50 N paralela al plano. Calcula el rendimiento.
El trabajo útil...
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