INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR CENTRAL TECNICODeber de FsicaTrabajo, potencia y energa

1. Si una persona saca de un pozo una cubeta de 20 kg y realiza un trabajo equivalente a 6.00 kJ, Cul es la profundidad del pozo? Suponga que cuando se levanta la cubeta su velocidad permanece constante. Resp. 30.6 m

2. Una gota de lluvia (m = 3.35 x 10.5 kg) cae verticalmente a velocidad constante bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire. Despus de que la gota ha descendido 100 m, Cul es (a) el trabajo realizado por la gravedad y (b) la energa disipada por la resistencia del aire?Resp. a) 32.9 x 10-3 J b) 32.9 x 10-3 J

3. Un bloque de 2.5 kg de masa es empujado 2.2 m a lo largo de una mesa horizontal sin friccin por una fuerza constante de 16.0 N dirigida a 25 debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo efectuado por: (a) la fuerza aplicada, (b) la fuerza normal ejercida por la mesa, (c) la fuerza de la gravedad, y (d) la fuerza neta sobre el bloque.

4. Dos objetos que tienen masas m1 = 10.0 kg y m2 = 8.0 kg cuelgan de una polea sin friccin, como muestra la figura. (a) Determine el trabajo realizado por la fuerza de la gravedad sobre cada objeto por separado cuando la masa de 10.0 kg se desplaza 0.50 m hacia abajo. (b) cul es el trabajo total realizado sobre cada objeto, incluido el efectuado por la fuerza de la cuerda? (c) Redacte un comentario acerca de cualquier relacin que haya descubierto entre estas cantidades.

5. El lder de una porra levanta a su compaera que tiene un peso de 50.0 kg hacia arriba en lnea recta una distancia de 0.60 m antes de soltarla. Si hace lo anterior 20 veces, Cunto trabajo ha realizado?

6. Un grupo de perros arrastra un trineo de 100 kg en un tramo de 2.0 km sobre una superficie horizontal a velocidad constante. Si el coeficiente de friccin entre el trineo y la nieve es 0.15, determine (a) el trabajo efectuado por los perros y (b) la energa perdida debido a la friccin.

7. Con una fuerza horizontal de 150 N se empuja una caja de 40.0 kg 6.00 m sobre una superficie horizontal rugoso. Si la caja se mueve a velocidad constante, encuentre (a) el trabajo realizado por la fuerza de 150 N, (b) la energa cintica perdida debido a la friccin, y (c) el coeficiente de friccin cintica.

8. Un bloque de 15 kg es arrastrado con velocidad constante sobre una superficie horizontal rugosa por una fuerza de 70 N que acta a 20o sobre la horizontal. El bloque se desplaza 5.0 m y el coeficiente de friccin cintico es 0.30. Determine el 162 trabajo realizado por (a) la fuerza de 70 N, (b) la fuerza normal, y (c) la fuerza de la gravedad. (d) Cul es la energa perdida debido a la friccin?9. Si usted empuja una caja de 40 kg a una velocidad constante de 1.40 m/s a lo largo de un piso horizontal (c = 0.25), a qu razn (a) se efecta trabajo sobre la caja, y (b) la energa es disipada por la fuerza de friccin?

10. Una carretilla con ladrillos tiene una masa total de 18 kg y se jala con velocidad constante por medio de una cuerda. La cuerda est inclinada a 20.0 sobre la horizontal y la carretilla se mueve 20.0 m sobre una superficie horizontal. El coeficiente de friccin cintico entre el suelo y la carretilla es 0.5. (a) Cul es la tensin en la cuerda? (b) Cunto trabajo efecta.

11. Una carretilla cargada con ladrillos tiene una masa total m y se jala con velocidad constante por media de una cuerda. La cuerda est inclinada a un angula ; sobre la horizontal y la carretilla se mueve una distancia d sobre una superficie horizontal. El coeficiente de friccin cintico entre el suelo y la carretillables c (a) Cul es la tensin en la cuerda? (b) Cunto trabajo efecta la cuerda sobre la carretilla? (c) Cul es la energa perdida debido a la friccin?

12. Una fuerza F = (4.0i + 3.0j) N acta sobre una partcula conforme el objeto se mueve en la direccin del eje x desde el origen hasta x = 5.0 m. Encuentre el trabajo efectuado sobre el objeto por la fuerza.

13. 36. Un marino de 700 N en un entrenamiento bsico sube por una cuerda vertical de 10.0 m a una velocidad constante en 8.00 s. Cul es su potencia de salida?Solucin: 875 W

14. Sobre un tramo de las Cataratas del Niagara, el agua fluye a razn de 1.2 x106 kg/s y cae 50 m. Cuntos focos de 60 W pueden encenderse con esta potencia?

15. Un elevador de 650 kg empieza a moverse desde el reposo. Si se desplaza hacia arriba durante 3.00 s con aceleracin constante hasta que promedio del motor del elevador durante este periodo? (b) Cmo se compara esta potencia con la potencia ejercida mientras se mueve a su velocidad de crucero?

16. Cierto motor de automvil entrega 30.0 cp (2.24 x 104 W) a sus ruedas cuando se mueve a 27.0 m/s. Cul es la fuerza resistiva que acta sobre el automvil a esa velocidad?

17. Un motor fuera de borda impulsa un bote a travs del agua a 10.0 mi/h. El agua se opone al movimiento hacia adelante del bote con una fuerza de 15.0 lb. Cunta potencia se entrega a travs de la hlice?

18. Un carro de 2 500 N de peso que opera a una tasa de 130 kW desarrolla una velocidad mxima de 31 m/s sobre un camino horizontal pIano. Si se considera que la fuerza resistiva (debida a la friccin y a la resistencia del aire) permanece constante, (a) Cul es la mxima velocidad del carro sobre una pendiente inclinada 1 m en 20 m (es decir, si es el ngulo de la pendiente con la horizontal, sen = 1/20)? (b) Cul es la potencia de salida sobre una pendiente de 1 en 10 si el auto viaja a 10 m/s

19. Calcula la energa cintica de un vehculo de 1000 kg de masa que circula a una velocidad de 120 km/h. Resp. 554445 J

20. Calcula la energa potencial de un saltador de trampoln si su masa es de 50 kg y est sobre un trampoln de 12 m de altura sobre la superficie del agua.

21. Convierte las siguientes cantidades de energa a julios: i. 3000 cal ii. 25 kWh22. Calcula la energa potencial elstica de un muelle que se ha estirado 0,25 m desde su posicin inicial. La constante elstica del muelle es de 50 N/m.23. En una atraccin de la feria se deja caer desde una altura de 20 m una vagoneta con cuatro personas con una masa total de 400 kg. Si el rizo tiene un dimetro de 7 m y suponemos que no hay rozamiento calcula: La energa mecnica de la vagoneta en el punto A. La energa cintica de la vagoneta en el punto B.@ La velocidad de la vagoneta en el punto C.La fuerza que tiene que realizar el mecanismo de frenado de la atraccin si la vagoneta se tiene que detener en 10 m.

24.- Desde una altura de 5 metros desliza por un plano inclinado un cuerpo de 2 kg de masa que parte del reposo. Calcula la velocidad del cuerpo cuando abandona el plano inclinado suponiendo:a.- Qu no hay de rozamiento.b.- Qu hay rozamiento y el trabajo realizado por esta fuerza es de 15 J.

25.- Se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Determina la altura mxima que alcanzar. La energa mecnica inicial ser igual a la energa cintica del cuerpo ya que se encuentra en el suelo. A medida que asciende, la energa cintica se va transformndose en energa potencial. En la altura mxima, la energa mecnica ser igual a la energa potencial ya que la energa cintica vale cero al estar el cuerpo parado.