TAREA TRABAJO Y ENERG A CIN TICA

TRABAJO
TEOREMA TRABAJO-ENERGÍA
1. Una caja de masa 10 𝑘𝑔 es jalada por un plano inclinado rugoso con una rapidez inicial
de 1.50 𝑚/𝑠. La fuerza de tiro es de 100 𝑁 paralela al plano, que forma unángulo de 20°
con la horizontal. El coeficiente de fricción cinética es 0.40, y la caja es jalada 5 𝑚. (a)
¿Cuánto trabajo es realizado por la fuerza gravitacional sobre la caja? (b) Determine el
trabajorealizado por la fuerza de fricción. (c) ¿Cuánto trabajo es realizado por la fuerza de
100 𝑁 sobre la caja? (d) ¿Cuál es el cambio de energía cinética de la caja? (e) ¿Cuál es la
rapidez de la cajadespués de ser jalada 5 𝑚?
Res. (a) −167.6 𝐽, (b) −184.2 𝐽, (c) 500 𝐽, (d) 148.2 𝐽, (e) 5.65 𝑚/𝑠
2. Un grupo de estudiantes empuja a un profesor sentado en una silla provista de ruedas
sin fricciónpara subirlo 2.50 𝑚 por una rampa inclinada 30° sobre la horizontal. La masa
combinada del profesor y la silla es de 85 𝑘𝑔. Los estudiantes aplican una fuerza
horizontal constante de 600 𝑁. La rapidezdel profesor en la base de la rampa es de
2 𝑚/𝑠. Use el teorema de trabajo-energía para calcular su rapidez final.
Res. 3.17 𝑚/𝑠
3. Imagine que le piden diseñar amortiguadores de resorte para lasparedes de un
estacionamiento. Un auto de 1200 𝑘𝑔 que rueda libremente a 0.65 𝑚/𝑠 no debe comprimir
el resorte más de 0.070 𝑚 antes de pararse. ¿Qué constante de fuerza debe tener el
resorte? Suponga que lamasa del resorte es despreciable.
Res. 1 × 105 𝑁/𝑚
4. En una pista de hielo horizontal, prácticamente sin fricción, una patinadora que se
mueve a 3 𝑚/𝑠 encuentra una zona áspera que reduce su rapidezen un 45% debido a
una fuerza de fricción que es el 25% del peso de la patinadora. Use el teorema de trabajoenergía para determinar la longitud de la zona áspera.
Res. 1.5 𝑚
5. Un bloque de 200 𝑔está presionado contra un resorte de constante de fuerza 1.4 𝑘𝑁/𝑚
hasta que el bloque comprime el resorte 10 𝑐𝑚. El resorte descansa en el fondo de una
rampa inclinada a 60° con la horizontal. Con el...