ferreo


UNQ – Diplomatura en Ciencia y Tecnología
Física 1E – Segundo cuatrimestre 2005
Guía 4: Teoremas de conservación
1era parte: Trabajo y energía



1) Un bloque de 2.5 kg de masa es empujado 2.2 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16 N dirigida a 25º debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo realizado por: a) la fuerza aplicada, b) la fuerzanormal ejercida por la mesa, c) la fuerza de la gravedad, y d) la fuerza neta sobre el bloque.


2) Una partícula se somete a una fuerza Fx que varía con la posición como muestra la figura. Determine el trabajo realizado por la fuerza sobre el cuerpo cuando este se mueve: a ) de x=0 a x=5m, b) de x=5 m a x=10 m, y c) de x=10 m a x=15m. d) ¿Cuál es el trabajo total realizado por la fuerza desdex=0 a x=15 m?



3) La fuerza requerida para alargar un resorte que cumple con la ley de Hooke varía de cero a 50 N cuando lo extendemos moviendo un extremo de 12 cm desde su posición no deformada. a) Encuentre la constante de fuerza del resorte. b) determine el trabajo realizado en extender el resorte.


4) Una masa de 5 kg se eleva a una altura de 4 m por una fuerza vertical de 80N.Determinar a) el trabajo realizado por la fuerza, b) el trabajo realizado por la gravedad y c) la energía cinética final de la masa si originalmente se encontraba en reposo.


5) Una partícula de 0.600 kg tiene una velocidad de 2 m/s en el punto A y una energía cinética de 7.5 J en B. ¿Cuál es a) su energía cinética en A? b ) ¿su velocidad en B? c) ¿el trabajo total realizado sobre la partículacuando se mueve de A a B?


6) Una bala de 15 g se acelera en el cañón de un rifle de 72 cm de largo hasta una velocidad de 780 m/s. Emplee el teorema de trabajo y la energía para encontrar la fuerza ejercida sobre la bala mientras se acelera.

7) Un cuerpo de 2 kg sujeto al extremo de una cuerda se mueve sobre una superficie horizontal sin rozamiento en un círculo de 3 m de radio. Lavelocidad del cuerpo es 1.5 m/s. a) determine y calcule las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. b) calcule el trabajo realizado por cada una de ellas durante 1 revolución. c) Relacione el trabajo realizado por todas las fuerzas con la energía cinética, para responder cuál es la velocidad del cuerpo cuando ha finalizado la primera vuelta.
Nota: Como no hay rozamiento ni ninguna otra fuerza tangencial ala trayectoria, el módulo de la velocidad no puede variar ¿no es así?. Es esto consistente con la respuesta de c) Si no es así, ¿dónde está el error?

8) Un bloque de 3 kg se desliza a lo largo de una superficie horizontal sin rozamiento con una velocidad de 7 m/s. Después de recorrer una distancia de 2m, encuentra una rampa sin rozamiento inclinada un ángulo de 40º con la horizontal. ¿Quédistancia recorrerá el bloque en la rampa ascendente antes de detenerse?


9) Un objeto de 3 kg en reposo se deja libre a una altura de 5 m sobre una rampa curva sin rozamiento (ver figura). Al pie de la rampa existe un resorte cuya constante es k=400 N/m. El objeto se desliza por la rampa y llega a chocar con el muelle, comprimiéndolo una distancia x antes de que quede momentáneamente enreposo. a) Hallar x. b) ¿Qué le ocurre al objeto después de que queda en reposo?




10) Un objeto se desliza sin rozamiento a lo largo de la pista indicada en la figura. Inicialmente está en el punto P y se lanza hacia abajo con una velocidad v0.
Describir el movimiento con todo el detalle que se pueda, si a) v0=7 m/s y b) v0=12 m/s. c) Cuál es la mínima velocidad necesaria para que el objetosobrepase el punto Q?




11) Un cuerpo se suelta desde cierta altura H para que se deslice por un riel curvo, como indica la figura. El riel toma forma de circunferencia, con radio R. No existe rozamiento.
a) ¿Desde qué altura debe soltarse para que dé una vuelta completa, sin despegarse del riel en el punto P?
b) Si el cuerpo se suelta desde una altura H = 3R, ¿cuánto vale la fuerza...