Problemas de fisica resueltos

CAPITULO 6
TRABAJO
6.1.- Imagina que empuja su libro de física 1.50m sobre una mesa
horizontal con fuerza horizontal de 2.40 N. La fuerza de fricción opuesta
es de 0.600 N, a) ¿Cuánto trabajo efectúa la fuerza de 2.40N sobre el libro?
b) ¿Y la fricción? c) ¿Qué trabajo total se efectúa sobre el libro?
a) W= Fd cos θ= (2.4)(1.5)cos 0 = 3.6 J
b) Wf= Fd cos θ= (.6)(1.5)cos 180 = - .9 J
c)Wt= ΣW= 3.6 - .9 = 2.7 J
6.4.- Un obrero empuja horizontalmente una caja de 30.0 Kg en una
distancia de 4.5 m en un piso plano, con velocidad constante. El
coeficiente de fricción cinética entre el piso y la caja es de 0.25.
a) ¿Qué magnitud de fuerza debe aplicar el obrero? b) ¿Cuánto trabajo
efectúa sobre la caja? c) ¿Cuánto trabajo efectúa la fricción sobre la caja?
d) ¿Cuánto trabajorealiza la fuerza normal? ¿la gravedad? e) ¿Qué
trabajo total se efectúa sobre la caja?
ΣFy= o
a) F= (µK)(N)
d) W= Fd
cosθ= (294)(4.5)cos 90
N=W
F= (.25)(294)
W= 0 J
N=(30)(9.8)
F= 73.5 N
N= 294 N
e) Wneto= Wf+Wfk
b) W= Fd cos θ
Wneto= 330.75J
-330.75J
W= (73.5)(4.5)cos 0 = 330.75 J
Wneto= 0 J
c) W= Fd cos θ
W= (73.5)(4.5) cos 180 = -330.75 J
6.5.- Suponga que el obrero delejercicio del 6.4 empuja con un ángulo de
30º
bajo la horizontal. a) ¿Qué magnitud de fuerza debe aplicar para mover la
caja con velocidad constante? b) ¿Qué trabajo realiza esta fuerza sobre la
caja si se empuja 4.5 m? c) ¿Qué trabajo realiza la fricción sobre la caja
en este desplazamiento? d) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza normal? ¿la
gravedad? e) ¿Qué trabajo total se efectúa sobre la caja?a) ΣFx= 0
F cos 30 – fk = 0
d) Wn= 0 Ww= 0
F cos 30 – (µk)(f sen 30 + w) = 0
F= 99.14
e) Wneto = o
b) Wf= Fd cos 30
Wf= 386.35 J
c) Wfk= Fk cos 180
Wfk= -386.35 J

6.8.- Un carrito de supermercado cargado rueda por un estacionamiento
por el que sopla un viento fuerte. Usted aplica una fuerza constante F=
(30N)i – (40N)j al carrito mientras este sufre un desplazamiento s= (-90m)i
–(3.0m)j. ¿Cuánto trabajo efectúa la fuerza que usted aplica al carrito?
F= (30N)i - (40N)j
S= (-9m)i – (3m)j
Wf= Fd cos θ
Wf= 50(
)cos 0
Wf= 474.34 J

F=
F= 50 N
S=
S=

TRABAJO Y ENERGIA CINETICA
6.10.- a) calcule la energía cinetica, en joules, de un auto de 1600 kg que
viaja a 50.0 km/h, b) ¿En que factor cambia la energía cinetica si se
duplica la rapidez?
a) Ek= ½ mv2
Ek= ½(1000 Kg)(50 Km/h)(1000 m/ 1
Km)(1 Hr/3600 s)2
Ek= 154,123.52 J
b) Ek= 1600 (27.76)2/ 2
Ek= 616,494.08
Σk= 616,494.08/154,123.52
Σk= 4 aumenta
6.11.- T. rex. Se cree que la masa de un tyrannosaurus rex era del orden
de 7000 Kg. A) trate al dinosaurio como una partícula y estime su energía
cinética al caminar con rapidez de 4 Km/h, b) ¿con que rapidez tendría
que moverse una persona de 70Kg para tener la misma energía cinética
que el T rex al caminar?
V= 4Km/h= 1.11 m/s
M= 7000 Kg

b) Ek = mv2/2
v=
V=

2

a) Ek= mv /2
Ek= (7000)(1.1 m/s)2/2
Ek= 4320.98 J

v= 11.11m/s
v= 39.96 km/h

6.17.- Una pelota de beisbol sale de la mano del lanzador con rapidez de
32 m/s. La masa de la pelota es de 0.145 kg. Haga caso omiso de la
resistencia del aire. ¿Cuánto trabajoefectuo el lanzador sobre la bola?
V= 32m/s
M= .145 kg
Ek=mv2
Ek= .145 (32)2 / 2
= 74.2 J
W= 74.24 J
6.20.-Un trineo de 8 kg se mueve en linea recta sobre una superficie
horizontal sin friccion. En cierto punto, su rapidez es de 4 m/s, 2.50 m mas
adelante es de 6 m/s. Use el teorema de trabajo-energia para determinar
la fuerza que actua sobre el trineo, suponiendo que es constante y actuaen la direccion del movimiento.

N
Mov.
F
W

W=EK
=k2 – k1
=(mvf2 /2) - (mvi2/2)
=(8)(6)2/2 – (8)(4)2/2
144 – 64= 80 J
W= Fd cos 0º

=80/(2.50)(1)

F= 32 N

6.21:- Un balon de futbol soccer de .420 kg se mueve inicialmente con
rapidez de 2 m/s. Una jugadora lo patea, ejerciendo una fuerza constante
de 40 N en la direccion del mov. del balon. ¿Durante que distancia debe
estar...