Leonela

TRABAJO HECHO POR UNA FUERZA CONSTANTE

1. Un bloque de 2 kg se empuja 3 m sobre un plano horizontal sin fricción con una fuerza de 10 N que se aplica a 37º sobre la horizontal. ¿Cuál es el trabajo que hace la fuerza sobre el bloque?

RESP:

24 J

2. Una partícula de 3 kg se mueve desde una r1 = 2i-j+3k m hasta una posición final r2 = 4i-3j-k m, mientras actúa sobre ella una fuerzaF=-2i-3j+k N. ¿Cuál es el trabajo hecho por la fuerza sobre la partícula?

3. Una persona empuja una caja de 10 kg cuesta arriba 30 m, sobre un plano inclinado a 30° con una fuerza de 80 N paralela al plano. La fuerza de fricción es de 22 N. Encuentre el trabajo hecho a) por la persona, b) por la fuerza de la gravedad y c) por la fricción.

4. Un bloque de 1.8 kg se mueve avelocidad constante sobre una superficie para la cual μk = 0.25. El desplazamiento es de 2 m. Se le empuja con una fuerza dirigida a 45° por encima de la horizontal como se muestra en la figura 1. Halle el trabajo hecho sobre el bloque por: (a) la fuerza F; (b) la fricción; (c) la fuerza de la gravedad.






Figura 1
5. Un esquiador de 60 kg se desliza 200 m cuesta abajo por unapendiente de 25°. ¿Cuál es el trabajo que sobre el esquiador realizan (a) la fuerza de la gravedad y (b) la fuerza de fricción que es de 20 N?

RESP:

a) 49.7 kJ b) -4 kJ

6. ¿Cuál es el trabajo necesario para elevar 15 kg de agua desde un pozo de 12 m de profundidad? Suponga que el agua tiene una aceleración constante hacia arriba de 0.7 m/s2.

TRABAJO HECHO POR UNA FUERZA VARIABLE7. Una fuerza cambia con la posición como se muestra en la figura 2. Halle el trabajo hecho por ella desde (a) x = -4 m hasta +4 m, (b) x = O hasta -2 m.

RESP:

a) 30 J
b) -10 J



Figura 2
8. La fuerza que actúa sobre una partícula varía como en la figura 3. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre La partícula cuando se mueve (a) de x= O a x= 8.00 m, (b) de X= 8.00 m aX= 10.0 M, y (c) de x= O a X = 10.0 m.

RESP:

a) 24 J
b) -3 J
c) 21 J





Figura 3

9. Una partícula está sometida a una fuerza F que varía con la posición, como se ve en la figura 4. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre la partícula cuando se mueva (a) de x= O a x = 5.00 m, (b) de x=5.00 m a x = 10.00 m, y (c) de x= 10.0 m a x= 15.0 m. (d) ¿Cual es el trabajo total realizado por la fuerza sobre la distancia x = O a x = 15.0 m?


RESP:

a) 7.5 J
b) 15 J
c) 7.5 J
d) 30 J






Figura 4

10. Cuando un cuerpo de 4.00 kg se cuelga verticalmente de cierto resorte ligero que obedece la ley de Hooke, el resorte se estira 2.50 cm. Si el cuerpo de 4.00 kg se retira, (a)¿cuánto se estira el resorte si de él se cuelga un bloque de 1.50 kg, y (b) cuánto trabajo debe realizar un agente externo para estirar el mismo resorte 4.00 cm desde su posición no estirada?

RESP:

a) 0.938 cm b) 1.25 J

TEOREMA DE TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA

11. La velocidad de una partícula de 2 kg cambia desde 2i- 3j m/s hasta -5i + 2j m/s. ¿Cuál es el cambio en su energíacinética?

12. Halle la energía cinética para cada uno de los siguientes casos. ¿Qué distancia recorrerá cada objeto bajo la acción de una fuerza de 800 N antes de detenerse? (a) Una pelota de béisbol de 150 g moviéndose a 40 m/s; (b) una bala de 13 g de un rifle Remington que se mueve a 635 m/s;(c) un Corvette de 1500 kg que se mueve a 250 km/h; (d) un avión Concorde de 1.8x105 kg que se mueve a2240 km/h.

RESP:

a) 120 J y 15 cm b) 2621 J y 327.6 cm

13. Una pelota de 200 g se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 20 m/s alcanza una altura máxima de 18 m. Halle: (a) el cambio en su energía cinética; (b) el trabajo hecho por la fuerza de la gravedad. (c) ¿Son iguales las dos cantidades? Explique por qué sí o por qué no.

RESP:

a) -40 J b)...