solucionario fisica 1 batx tema 5

Física 1. Solucionari de les activitats complementàries

Unitat 5. Treball i energia
1. Un cos de 2 kg llisca per un pla horitzontal. Quan passa pel punt A es mou a una velocitat
de 36 km/h i s’atura per efecte del fregament 12 m més enllà. Calculeu:
a) L’acceleració del moviment en aquests 12 m.
Primer expressem la velocitat inicial en unitats del SI:

Tot seguit busquem l’acceleraciódel moviment a partir de l’expressió del MRUA que relaciona
l’acceleració amb les velocitats inicial, final i la distància d recorreguda:

b) La força de fregament.
La força de fregament ha produït aquesta acceleració. El seu valor és: F = ma = 2 · (-4,17) = -8,3
N
c) El treball realitzat per la força de fregament en quilowatts hora (kWh).
Busquem el treball realitzat per aquesta força:

2.Comproveu que un cavall de potència equival a 746 watts. Utilitzeu la definició de cavall
de potència donada en aquesta guia.
El cavall de vapor és la potència desenvolupada per un cavall que en 1 hora realitza 144 voltes a
una circumferència de 75,4 peus de longitud efectuant una força de 180 lliures. La potència que va
trobar Watt va ser:

De fet, Watt va arrodonir aquest valor al de 33000 lb·ft·min-1. L’expressem en unitats del SI:

1

Física 1. Solucionari de les activitats complementàries
3. Un automòbil de 970 kg de massa circula per diversos trams rectes d’una població
sempre amb una mateixa velocitat de 50 km/h. Determineu:
a) La força de fregament que actua sobre l’automòbil quan va per una via horitzontal i el
seu motor desenvolupa una potència de 12 CV.Expressem la velocitat en unitats del SI:

L’automòbil circula a velocitat constant. Això significa que la força motriu del motor és oposada a
la força de fregament. Per tant, la potència d’aquesta serà també oposada a la potència del motor.
Tenint en compte la relació entre la potència desenvolupada per una força que actua sobre un
mòbil de velocitat v, tenim:

b) La potència desenvolupada pelmotor quan puja per una via d’un 8 % de pendent si la
força de fregament és la mateixa que en el primer cas.
Si l’automòbil puja a velocitat constant per una via amb cert pendent, el motor ha de proporcionar
una força igual a la suma del valor absolut de la força de fregament i del component del pes que té
la direcció del desplaçament. Aquest component val:

I l’angle α ve donat per:

Pertant, la potència desenvolupada pel motor és:

c) La potència quan baixa per una via del 5 % de pendent si la força de fregament és la
mateixa que en el primer cas.
Si ara l’automòbil baixa a velocitat constant per una via amb cert pendent, el motor ha de
proporcionar una força igual a la diferència entre el valor absolut de la força de fregament i el
component del pes que té la direcció deldesplaçament. És a dir, ara el component tangencial del
pes va a favor del moviment i el motor no ha de fer tanta força. Ara el pendent és del 5 %.

2

Física 1. Solucionari de les activitats complementàries
Aleshores:

4. Una vagoneta de 50 kg es mou sense fregament per una via horitzontal i llisca 20 m per
l’efecte d’una força de 50 N que forma un angle de 30° amb l’horitzontal.
a)Quin treball realitza la força aplicada?
El treball realitzat és:

b) Si al principi la vagoneta estava en repòs, quina és l’energia cinètica quan ha recorregut
els 20 m?
Com que no hi ha fregament, l’única força que actua en la direcció del desplaçament és el
component de la força F en aquesta direcció. Per tant, el treball fet per aquest component sobre el
cos és igual a la variació del’energia cinètica del cos. Si el cos ha partit del repòs, aleshores:

c) Quina velocitat té la vagoneta als 20 m?
La velocitat assolida val:

5. Si empenyeu una vagoneta de 500 kg per una via horitzontal i sense fregament, amb una
força de 250 N, es desplaça 10 m.
a) Quin és el treball que ha fet la força?

b) Quina és l’energia cinètica que ha adquirit la vago neta?

3

Física 1....