Fisica

EJERCICIOS PROPUESTOS

1. Demuestre que (a) 1 kgf. m = 9.806 J, (b) 1 pie . lb = 1.356J,(c) 1 kw= 1.359 cv= 1.341 hp, observe que el kilowatt-hora es una unidad de trabajo o energía y no una unidad de potencia.
2. Un deportista que pesa 90 kgf asciende por una cuerda hasta 7.5 m de altura en 15 s. (a) ¿qué trabajo efectúa (b) Suponiendo que sube a velocidad constante, ¿qué potenciadesarrolla
3. Se arrastra un bloque con peso de 25kgf a velocidad constante sobre una superficie horizontal una distancia de 9 m mediante una F que actúa a un ángulo de 37º arriba de la horizontal. El coeficiente de fricción deslizante entre el bloque y la superficie vale 0.20. determine (a) la magnitud de la F, (b) el trabajo efectuado por la F, (c) el trabajo realizado por la fuerza de fricción, y (d)el trabajo hecho por la fuerza de gravedad.
4. Un individuo empuja una caja cuya masa es de 40 kg hacia arriba sobre un plano inclinado 15º con la horizontal, aplicando una fuerza de 200 N en dirección paralela al plano. La caja recorre 20m a lo largo del plano y con velocidad constante. El coeficiente de fricción cinética entre la caja y el plano es 0.10. hallar (a) el trabajo efectuado por elindividuo sobre la caja, (b) el trabajo realizado por la fuerza e fricción, y (c) el trabajo hecho por las fuerza de gravedad.
5. Inicialmente se comprime un resorte ideal una distancia de 0.05 m a partir de su longitud de equilibrio. Se ejerce una fuerza adicional de 600 N sobre el mismo, aumentando a 0.15 m la compresión. Determinar (a) la constante de elasticidad del resorte, (b) el trabajoefectuado para comprimirlo inicialmente en 0.05 m, (c) el trabajo adicional requerido para aumentar la compresión en 0.15 m.
6. Calcular el trabajo que debe efectuar una persona para llevar una mochila de 15 kg por una subida con una altura de 10 m. También calcule el trabajo efectuado por la gravedad y el trabajo efectuado sobre la mochila. Suponga, que el movimiento es uniforme.
7. ¿Quetrabajo se requiere para empujar una caja que pesa 125 kgf hacia la parte superior de una rampa de 3 m de altura y que forma un ángulo de 30º con la horizontal, si el coeficiente de fricción entre la caja y la rampa es de 0.35 Suponga que se aplica una fuerza externa dirigida horizontalmente.
8. Un trasatlántico es impulsado por motores que desarrollan 180 000 hp. A máxima potencia, el buque viaja a32 nudos. ¿Qué fuerza deben ejercer las hélices contra el casco para propulsar el buque a esta velocidad (Recuerda que 1 milla náutica = 1.52 millas terrestres = 6080 pie y que 1 nudo es igual a 1 milla náutica por hora).
9. Un motor de reacción desarrolla un empuje 10 000 lb al propulsar un aeroplano a la velocidad de 600 mph. ¿Qué potencia se desarrolla en estas condiciones.
10. Unexcursionista de 55 kg parte de una altura de 1600 m y sube hasta la cumbre de un pico de 3100 m. (a) ¿Cual es la variación de energía potencial del excursionista?. (b) Cuánto es el trabajo mínimo que hace el excursionista?. (c) El trabajo real puede ser mayor que el anterior, explique la respuesta.
11. Un nadador puede recorrer 45 m en 23.0 s, desarrollan una potencia media de 2.13 cv en el proceso. ¿Quéfuerza media ejerce el deportista contra el agua durante su ejercicio.
12. Se acelera un objeto, cuya masa es de 24.0 kg, hacia arriba de un plano inclinado sin fricción que forma 37º con la horizontal, mediante una fuerza constante. Partiendo del reposo en la parte inferior, recorre 18 m sobre el plano en 3.0 s. (a) Calcule la potencia media requerida para realizar este proceso. (b) ¿Cuál es lapotencia instantánea requerida al final del intervalo de 3.0 s
13. Se está reconstruyendo un buque que inicialmente desarrolla una velocidad máxima de 18 nudos a 12 000 hp. Se desea instalar nuevos motores que lo pueden impulsar a una velocidad máxima de 24 nudos. Suponiendo que la fuerza resistente ejercida por el agua sobre el casco del barco es directamente proporcional a su velocidad,...