Fisica

 FÍSICA I -Licenciaturas de Física y Matemáticas
PRÁCTICO Nº 6 - Trabajo y energía. Principios de conservación

Ejercicio 1.- Para empujar una caja de 25 kg por un plano inclinado a 27º, un obrero ejerce una fuerza de 120N, paralela al plano. Cuando la caja se ha deslizado 3,6 m, ¿cuánto trabajo se efectuó sobre la caja por: a) el obrero, b) la fuerza de gravedad, y c) la fuerza normaldel plano inclinado?


Ejercicio 2.- Mediante consideraciones de trabajo y energía cinética demuestre que la mínima distancia que requiere para detenerse un automóvil de masa m que se mueve con una velocidad v0 en un camino a nivel es , siendo  el coeficiente de rozamiento dinámico entre las ruedas y el asfalto.


Ejercicio 3.- Una partícula de 4,0 kg se mueve a lo largo del el eje x. Su posiciónvaría con el tiempo de acuerdo con x(t) = t + 2,0 t3; donde x se mide en metros y t en segundos. Encuentre
a) la energía cinética en cualquier instante t,
b) la aceleración de la partícula y la fuerza que actúa sobre ella en el tiempo t,
c) la potencia instantánea que se entrega a la partícula en el tiempo t, y
d) el trabajo efectuado sobre la partícula en el intervalo t = 0 a t = 2,0s.Ejercicio 4.- Un bloque de granito de 1380 kg es arrastrado hacia arriba por un plano inclinado a una velocidad constante de 1,34 m/s por un malacate de vapor (véase la figura). El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y el plano inclinado es de 0,41. ¿Qué potencia debe suministrar el malacate?






Ejercicio 5.- Dos niños están jugando a tratar de golpear una pequeña caja que está enel suelo con una canica que disparan con un rifle de resorte montado sobre una mesa. La caja blanco está a 2,20 m de distancia horizontal desde el borde de la mesa, véase figura. Robertito comprime el resorte 1,10 cm, pero a la canica le faltan 27,0 cm para dar en el blanco. ¿Qué tanto tendrá que comprimir Juanito el resorte para darle al blanco?




Ejercicio 6.- (Examen 2007 Marzo) - Dosbloques, uno de masa m y otro de masa M (M = 2m) se conectan entre si por medio de una cuerda, como se muestra en la figura. La polea no presenta fricción y su masa es despreciable. El coeficiente de fricción cinético entre m y el plano inclinado es c. ¿Cuánto vale el cambio en la energía cinética de m cuando se mueve de A a B, una distancia d?



KM0 + UM0+ Km0 +Um0 + WFNC = KMF + UMF+ KmF+UmF

KMF + UMF+ KmF + UmF = WFNC

WFNC = -FROZ d = -N d = -mg cos d

Como m y M están unidos por la cuerda, ambas masas tienen la misma velocidad

KM + Km = = = = 3KmF
KM + Km = WFNC - UM - Um = -mg cos d – (-Mgd) –( mgd sen)

3KmF = gd (M- m cos m sen) = mgd (2- cos sen)





Ejercicio 7.- Una partícula de masa m se suelta desde una altura h, desliza sobreuna rampa sin rozamiento y entra en un rulo de radio R como indica la figura.
a) Halle la normal en función de .
b) Determine h mínimo para que la partícula no despegue
del rulo.
c) Si la altura inicial es 4/5 de hmin hallada en b), determine
el ángulo en que se despega.


Se encontró que: N() = pero v se puede determinar a partir de las condiciones iniciales.
Conservación de laenergía entre el punto de lanzamiento (O) y P:
EO = E  mgh = mgh + v2 = 2g(h- h ) pero h = R –R cos = R(1- cos)
Sustituyendo: N() = =
N() =

El ángulo de desprendimiento está dado por el  para el cual N se anula, es decir:
 3cos = 2 -  cos =   =
Ángulo de despegue  =
Para la parte c). h =2R :  = =


Ejercicio 8.- (Examen Febrero 2007) - Considere una pista sinfricción ABC como la que se muestra en la figura. Un bloque de masa m1 se suelta desde el punto A, situado a una altura h0 = 5,00m, y choca frontalmente y en forma elástica en el punto B con otro bloque de masa m2 = 2 m1, inicialmente en reposo. ¿Cuánto vale la altura máxima h, a la cual se eleva m1 después del choque?

Sea v10 la velocidad del bloque 1, antes del choque: 
Conservación de p...