fisica

TRABAJO Y ENERGÍA
1. Un caballo va por la orilla de un río y tira de una barcaza con la fuerza de 400 N, mediante una cuerda que forma un ángulo de 37º con la dirección del río. Determinar el trabajo que realiza al recorrer 200 m.
Solución: 64.000 Julios
2. Por un plano inclinado de 3 m de alto y 4 m de base, se traslada con velocidad constante un bloque de 100 kg, mediante una fuerzaparalela al desplazamiento (no hay fricción).
a)     ¿Qué trabajo se habrá realizado cuando el bloque llegue al final del plano inclinado?
b)     ¿Con qué fuerza se ha empujado el bloque?
c)      ¿Cuál ha sido la ventaja de usar el plano inclinado, en vez de elevarlo verticalmente?
Solución: a) 2.940 J.; b) 588 N.; c) la fuerza aplicada es menor
3. Un cuerpo de 2 kg desciende en caída libre.a)     ¿Qué fuerza constante es preciso aplicarle, en el instante en que su velocidad es de 20,4 m/s, para detenerlo en 2 s?
b)     ¿Qué trabajo se realiza sobre el cuerpo desde que se aplica la fuerza hasta que se detiene?
Solución: a) 40 N.; b) –816 J.
4. Subimos un trineo de 20 kg por una pendiente de 30% ejerciendo una fuerza F mediante una cuerda que forma un ángulo de 45º con el suelo.El coeficiente de rozamiento entre el trineo y la nieve es 0,05. Si el trineo avanza con velocidad constante de 1 m/s, calcular el trabajo realizado por la fuerza F en 10 m.
Solución: 1.015 J.
5. Una partícula de masa m está unida a un muelle cuyo comportamiento no sigue la ley de Hooke, ya que la fuerza que ejerce es, en función de la deformación x, F = -4x2 - 2x. Calcular el trabajo que espreciso realizar para deformarlo 6 cm.
Solución: 3,89·10-3 J.
6. Una partícula está sometida a la fuerza F = y2 i – x2 j. Calcular el trabajo realizado cuando la partícula se desplaza por la recta x + y = 1, entre los puntos A(1, 0) y B(0, 1).
 Solución: - J
7. Un cuerpo se mueve a lo largo del eje X bajo la acción de la fuerza F = 4t3 - 6t. La ecuación del movimiento de la partícula es x = t2- 1. Determinar el trabajo realizado por la fuerza al desplazar el cuerpo desde x = 3 m hasta x = 8 m.
Solución: 262 J.
8. Calcular la potencia de un motor que eleva 625 litros de aceite cada minuto en un pozo de 24 m de profundidad. La densidad del aceite es 800 kg/m3.
Solución: 1.960 W (= 2,67 CV)
9. El áncora maciza de un barco tiene las siguientes características: masa, 4 000 kg;densidad = 7 500 kg/m3. Mediante un cable, el motor la sube a velocidad constante de modo que sube 20 m (dentro del agua) en 50 s. Teniendo en cuenta que la fuerza de rozamiento con el agua es la décima parte del peso y que la densidad del agua del mar es 1030 kg/m3, calcular la potencia del motor.
Solución: 15.094 W (= 20,5 CV)
10. El consumo de agua de una ciudad de 50.000 habitantes es de 200litros por habitante y día. Los depósitos están a 100 m de altura del río. Los motores trabajan 12 h al día. Hallar la potencia útil y la nominal de los motores si su rendimiento es del 80 por 100.
Solución: 226,8 kW (= 309 CV); 283,5 kW (= 386 CV)
11. Un proyectil de 2 g sale del cañón de un fusil a 300 m/s:
a)     Calcular la energía cinética del proyectil a la salida del cañón.
b)     Si lafuerza que actúa sobre el proyectil mientras está en el cañón es de F = 360 - 720x, determinar la longitud del cañón.
Solución: a) 90 J.; b) 0,5 m.
12. Sobre una partícula actúa la fuerza  F = x2 i + 3xy j. Calcular el trabajo realizado por la fuerza al desplazar la partícula desde el punto (0, 0) al (2, 4):
a)     si la trayectoria es la línea recta que une estos puntos;
b)     si latrayectoria es la parábola y = X2;
c)      discutir si esta fuerza es conservativa o no.
Solución: a) 34,7 J.; b) 41,1 J.; c) No es conservativa.
13. Un alpinista de 75 kg trepa 400 m por hora en ascensión vertical. ¿Qué energía potencial gravitatoria gana en una ascensión de dos horas?
Solución: 588 kJ
14. Una piedra de 2 kg atada al extremo de una cuerda de 0,5 m gira con una velocidad de 2...