Test de la UNIDAD 10:FQ4eso_U10_2_Conservacion de la energia

mecanica_testEn todos los casos se tiene una única opción correcta.

1- Energía cinética

1.1.- ¿Qué gráfica representa la relación entre la energía cinética, Ec, y la velocidad de un objeto que está acelerando en línea recta?

1.2.- ¿Cuál es la energía cinética de un esquiador de 55 kilos que va a a 9.0 metros por segundo?a) 2,5 × 102 J c) 2,2 × 103 Jb) 5,0 × 102 J d) 4,9 × 103 J

1.3.- Un niño de 45,0 kilogramos está montando en una bicicleta de 15,0 kg y va a una velocidad de 8,00 m/s. ¿Cuál es la energía cinética conjunta del niñoy la bicicleta?a) 240. J c) 1440 Jb) 480. J d) 1920 J

1.4.- Un ciclista de 75 kilos baja una colina a una velocidad constante de 12 metros por segundo. ¿Cuál es la energía cinética del ciclista?a) 4,5 × 102 J c) 5,4 × 103 Jb) 9,0 × 102 J d) 1,1 × 104 J

1.5.- La siguiente tabla expone la masa y la velocidad de cuatro objetos.

¿Qué dos objetos tienen la misma cinética energía?a) A y D c) A y Cb) B y D d) B y C

1.6.- Un corredor de 60,0 kilogramos tiene 1.920 julios de energía cinética. ¿A qué velocidad corre?a) 5,66 m/s c) 32,0 m/sb) 8,00 m/s d) 64,0 m/s

1.7.- Si la velocidad de un objeto en movimiento se duplica, la energía cinética del objetoa) se reduce a la mitad c) permanece sin cambiosb) se duplica d) se cuadruplica

1.8.- El diagrama siguiente muestra una imagen ideal y sencilla de un péndulo.

A medida que el péndulo se desplaza de la posición A a la posición B, ¿qué ocurre con la energía cinética del objeto? [Despreciar el rozamiento.]a) Disminuye. c) aumenta, luego disminuyeb) Aumenta. d) permanece igual

2-Energía potencial

2.1. Energía potencial gravitatoria

2.1.1.- La energía potencial gravitatoria, con respecto a la Tierra, que es poseída por un objeto, ¿de qué propiedad del objeto depende?a) la aceleración c) la posición

b) la fuerza d) la velocidad

2.1.2.- Qué gráfica representa la relación entre la energía potencial gravitatoria (Epg), con respecto a la Tierra, de un objeto apoyado sobre la superficie de la Tierra y que lo vamos subiendo poco a poco hasta una cierta altura?

2.1.3.- Dos estudiantes de igual peso van desde el primer piso al segundo piso. El primer estudiante usa un ascensor y el segundo sube por las escaleras. Comparándola con la energía potencial gravitatoria obtenida por el primer estudiante, la energía potencial gravitatoria adquirida por el segundo estudiante esa) menor. c) la misma.b) mayor. d) No son comparables.

2.1.4.- Dos objetos, A y B, se mantienen a un metro de altura sobre el suelo. La masa de B es el doble que la masa de A. Si Epa es la energía potencial de A relativa al suelo, la energía potencial gravitatoria de B en relación con el suelo esa) Epa c) Epa/2b) 2 Epa d) 4 Epa

2.1.5.- Se tira de un péndulo hacia un lado y se suelta.

¿Qué gráfica representa la relación entre la energía potencial gravitatoria y el desplazamiento que tiene lugar desde su punto de liberación?

2.2. Energía potencial elástica

2.2.1.- Qué gráfica representa la relación entre la energía potencial almacenada en un resorte y el cambio en la longitud del mismo desde su posición de equilibrio?

2.2.2.- Cuando se coloca una masa sobre un resorte con una constante elástica de 60,0 N/m, el resorte se comprime 0,500 metros. ¿Cuánta energía es almacenada en el muelle?a) 60,0 J c) 15,0 Jb) 30,0 J d) 7,50 J

2.2.3.- Cuando se coloca una masa de 1,53 kilogramos sobre un muelle con una constante elástica de 30,0 newtons por metro, el resorte se ha comprimido 0,500 metros. ¿Cuánta energía se ha almacenado en el muelle?a) 3,75 J c) 15,0 Jb) 7,50 J d) 30,0 J

2.2.4.- Un resorte gana 2,34 julios de energía potencial elástica al comprimirse 0,250 metros respecto de su posición de equilibrio. ¿Cuál es la constante elástica del resorte?a) 9,36 N/m c) 37,4 N/mb) 18,7 N/m d) 74,9 N/

2.2.5.- Se requiere una fuerza de 10.-newton para mantener un muelle alargado 0,20 metros respecto de su posición de reposo. ¿Cuál es la energía potencial almacenada en el muelle estirado?a) 1,0 J c) 5,0 Jb) 2.0 J d) 50. J

3.2.6.- La energía potencial almacenada en una cámara de aire comprimido es al cambio en la longitud del resorte lo que la energía cinética de un cuerpo en movimiento es a sua) velocidad c) radiob) masa d) aceleración

3.- El trabajo realizado por una fuerza externa y los cambios de energía

3.1. El trabajo realizado por una fuerza externa sobre un cuerpo cambia la energía potencial de este

3.1.1.- Un estudiante de 60 kilos sube por una escalera vertical una distancia de 4.0 metros en 8.0 segundos. Aproximadamente, ¿cuánto trabajo total realiza el estudiante contra la gravedad durante la subida?a) 2,4 × 103 J c) 2,4 × 102 Jb) 2,9 × 102 J d) 3,0 × 101 J

3.1.2.- ¿Cuánto trabajo se necesita para levantar un cuerpo de 10, Newton de peso desde 4,0 metros hasta 40, metros por encima de la superficie de la Tierra?a) 2,5 J c) 3,6 × 102 Jb) 3,6 J d) 4,0 × 102 J

3.1.4.- El siguiente diagrama representa una caja de 155 newton en una rampa. La fuerza F aplicada hace que la caja se deslice sin rozamiento del punto A al punto B.

¿Cuál es la cantidad total de energía potencial gravitatoria ganada por la caja?a) 28,4 J c) 868 Jb) 279 J d) 2740 J

3.1.5.- Un esquiador de 55 kilogramos se monta en un telesilla, y es elevado una distancia vertical de 370 metros. ¿Cuál es el cambio que se produce en la energía potencial del esquiador?a) 5,4 × 101 J c) 2,0 × 104 Jb) 5,4 × 102 J d) 2,0 × 105 J

3.1.6.- Una persona que pesa 6,0 × 102 newtons monta en un ascensor y sube a una velocidad media de 3,0 metros por segundo durante 5,0 segundos. ¿Cuánto ha variado la energía potencial gravitatoria de esa persona como resultado de este viaje?a) 3,6 × 102 J c) 3,0 × 103 Jb) 1,8 × 103 J d) 9,0 × 103 J

3.1.7.- Se condujo un camión de 3,0 × 104 newtons subiendo una colina de 1,6 × 103 metros de largo hasta un nivel de 8,0 × 102 metros por encima del punto de partida. Si el viaje duró 480 segundos, ¿cuál fue la potencia mínima requerida para hacerlo?a) 5,0 × 104 W c) 1,2 × 1010 Wb) 1,0 × 105 W d) 2,3 × 1010 W

3.1.8.- Dos levantadores de pesas, uno de 1,5 metros de alto y otro 2.0 metros, elevan idénticas masa de 50.-kilogramos sobre sus cabezas. En comparación con el trabajo realizado por el levantador de pesas que mide 1,5 metros de alto, el trabajo hecho por el levantador de pesas que tiene 2.0 metros de altura esa) menor c) el mismob) mayor d) Ninguna de las anteriores

3.1.9.- Como se muestra en el siguiente diagrama, un estudiante ejerce una fuerza promedio de 600 newtons en una cuerda para levantar una caja de 50,0 kilogramos una distancia vertical de 3.00 metros.

En comparación con el trabajo realizado por el estudiante, la energía potencial gravitatoria ganada por la caja esa) exactamente igual c) 330 J másb) 330 J menos d) 150 J más

3.1.10.- Un libro de 1,0 kg que descansa en el suelo se desplazó 1,0 metros en varios ángulos en relación con el horizontal. ¿En qué dirección del desplazamiento se produce el mayor aumento la energía potencial gravitatoria del libro?

3.1.11.- El diagrama siguiente muestra los puntos A, B y C cerca de la superficie de la Tierra. A medida que una masa se mueve desde A a B, se hacen 100, julios de trabajo contra la gravedad.

¿Cuál es la cantidad de trabajo que se hace contra la gravedad cuando una masa idéntica se mueve de A a C?a) 100, J c) 200, Jb) 173 J d) 273 J

3.2. El trabajo realizado por una fuerza externa sobre un cuerpo cambia la energía cinética de este

3.2.1.- El trabajo realizado para acelerar un objeto a lo largo de una superficie horizontal sin rozamiento es igual al cambio en el valor de sua) momento c) energía potencialb) velocidad d) energía cinética

3.2.2.- Un bloque inicialmente en reposo y situado en una superficie horizontal, sin rozamiento. El bloque es acelerado por una fuerza constante horizontal de 5.0 newtons. Si esta fuerza realiza 15 julios de trabajo sobre el bloque mientras lo acelera, la energía cinética del bloque aumenta ena) 3,0 J c) 20, Jb) 15 J d) 75 J

3.2.3.- Una masa de 15,0 kilogramos se mueve a 7,50 m/s sobre una superficie horizontal y sin rozamiento. ¿Cuál es el trabajo total que debe realizarse sobre la masa para aumentar su velocidad a 11,5 m/s?a) 120, J c) 570, J

b) 422 J d) 992 J

3.2.4.- Una fuerza horizontal de 5,0 newtons actúa sobre una masa de 3,0 kg a lo largo de una distancia de 6,0 metros sobre una superficie horizontal y sin rozamiento. ¿Cuál es el cambio que se produce en la energía cinética de la masa durante su movimiento a lo largo de los 6,0 metros?a) 6,0 J c) 30, Jb) 15 J d) 90, J

3.2.5.- Durante una frenada, un coche de 1,5 × 103 kg perdió un total de 3,0 × 105 julios de cinética energía hasta parar. ¿Cuál era la velocidad del coche en el momento en que se accionaron los frenos?a) 10, m/s c) 20, m/sb) 14 m/s d) 25 m/s

3.3. El trabajo realizado por una fuerza externa sobre un cuerpo cambia la energía mecánica de este

3.3.1.- Un motor hace 20, julios de trabajo sobre un bloque, acelerándolo verticalmente hacia arriba. Despreciando el rozamiento, si la energía potencial gravitatoria del bloque aumenta en 15 julios, su energía cinéticaa) disminuye en 5 J c) disminuye en 35 Jb) aumenta en 5 J d) aumenta en 35 J

3.3.2.- Una caja de madera es empujada a velocidad constante a través de un suelo de madera nivelado. ¿Qué gráfica representa mejor la relación entre la energía mecánica total de la caja y el tiempo que se le está empujando?

3.3.3.- ¿Qué frase describe la variación de la energía cinética y de la energía mecánica total de un bloque cuando se tira de él y sube por una pendiente arriba a velocidad constante?a) La energía cinética disminuye y la energía mecánica total aumenta.b) La energía cinética disminuye y la energía mecánica total permanece igual.c) La energía cinética permanece igual y la energía mecánica total

aumenta.d) La energía cinética sigue siendo la misma y la energía mecánica total sigue siendo la misma.

3.3.4.- Un coche viaja a velocidad constante mientras va subiendo por una colina desde el punto A al punto B, como se muestra en el diagrama de más abajo.

A medida que el coche viaja de A a B, su energía potencial gravitatoriaa) aumenta y su energía cinética disminuyeb) aumenta y su energía cinética sigue siendo la mismac) permanece igual y su energía cinética disminuyed) permanece igual y su energía cinética sigue siendo la misma

3.4. El trabajo realizado por fuerzas de tipo disipativo sobre un objeto varía la energía mecánica de este

3.4.1.- Un bloque se desliza sobre un tablero áspero y horizontal. A medida que el bloque se detiene, en el sistema de bloque-mesa se produce un aumento dea) energía potencial gravitatoria c) energía cinéticab) energía potencial elástica d) energía (térmica) interna

3.4.2.- A medida que un bloque se desliza sobre una mesa, su velocidaddisminuye mientras que su temperatura aumenta. ¿Cuáles son los dos cambios que se producen en la energía del bloque mientras se desliza?a) una disminución de la energía cinética y un aumento de la energía internab) un aumento de la energía cinética y una disminución de la energía internac) una disminución tanto de la energía cinética como de la energía internad) un aumento tanto de la energía cinética como de la energía interna

3.4.3.- Un carro de la compra se ralentiza a medida que se mueve a lo largo de un piso nivelado y horizontal. ¿Qué afirmación describe las energías del carro?a) La energía cinética aumenta y la energía potencial gravitatoria permanece igual.

b) La energía cinética aumenta y la energía potencial gravitatoria disminuye.c) La energía cinética disminuye y la energía potencial gravitatoria permanece igual.d) La energía cinética disminuye y la energía potencial gravitatoria aumenta.

3.4.4.- Cuando una fuerza mueve un objeto sobre una superficie rugosa y horizontal a una velocidad constante, el trabajo realizado contra el rozamiento produce en el objeto un aumento de su a) peso c) energía potencialb) fuerza d) energía interna

3.4.5.- Se usa un mecanismo de cuerda para propulsar un coche de juguete a través de un piso nivelado. En el momento ti el coche se está moviendo a velocidad vi a través del piso y el resorte se desenrolla, como se muestra a continuación.

En el momento tf el resorte se ha desenrollado completamente y el coche, que ha ido disminuyendo su velocidad, se ha detenido.¿Qué afirmación describe mejor la transformación de la energía que ocurre entre los tiempos ti y tf?a) Energía potencial gravitatoria en ti se convierte en energía interna en tf.b) Energía potencial elástica en ti se convierte en energía cinética en tf.c) Tanto la energía potencial elástica como la energía cinética en ti se convierten en energía interna en tf.d) Tanto la energía cinética como la energía interna en ti se convierten en energía potencial elástica en tf.

3.4.6.- Un bloque de 2,0 kilogramos se desliza por una rampa desde una altura de 3,0 metros sobre el suelo y llega a él con una energía cinética de 50. julios.El trabajo total realizado por el rozamiento sobre el bloque según se ha deslizado por la rampa es de aproximadamentea) 6 J c) 18 Jb) 9 J d) 44 J

3.4.7.- Un vaso de papel de 25 gramos se cae desde el borde de una mesa a 0,90 metros sobre el suelo. Si el vaso tiene 0.20 julios de energía cinética cuando golpea contra el suelo, ¿cuál es la cantidad total de energía convertida en energía interna (térmica) durante la caída de la copa?a) 0,02 J c) 2,2 Jb) 0,22 J d) 220 J

3.4.8.- Cuando se empuja una caja 30, metros sobre un plano horizontal por una fuerza también horizontal y constante de 25 newtons, la energía cinética de la caja aumenta en 300 julios. ¿cuál es la cantidad total de energía convertida en energía interna (térmica) durante este proceso?a) 150 J c) 450 Jb) 250 J d) 750 J

3.4.9.- Se libera un bloque de 40 newtons de peso, que descansa sobre un plano inclinado a 8,0 metros por encima de la horizontal, como se muestra en el diagrama siguiente.

Si se generan 50, julios de calor cuando el bloque se desliza por la pendiente, la máxima cinética la energía del bloque en la parte inferior de la pendiente esa) 50. J c) 320 Jb) 270 J d) 3100 J

3.4.10.- El trabajo realizado al mover un bloque a través de una superficie rugosa y la energía calorífica ganada por el bloque se miden en a) Vatios c) Newtonb) Kelvin d) Julios

3.5. La energía mecánica se conserva en un campo generado por una fuerza central (El campo gravitatorio es un ejemplo de campo conservativo)

3.5.1.- Se deja caer una pelota desde la cima de un acantilado. ¿Qué gráfica representa la relación entre la energía total de la pelota y el tiempo transcurrido mientras la bola cae al suelo? [Despreciar el rozamiento.]

3.5.2.- Cuando una pelota cae libremente (sin rozamiento) hacia el suelo, su energía mecánica totala) disminuye c) sigue siendo la mismab) aumenta d) Ninguna de las anteriores

3.5.3.- En el diagrama siguiente, un péndulo ideal liberado de la posición A gira libremente hasta la posición B.

Al oscilar el péndulo de A a B, su energía mecánica totala) disminuye, luego aumenta c) aumenta, luego disminuyeb) aumenta, sólo d) permanece igual

3.5.5.- Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba. ¿Qué par de gráficas representan la energía cinética y la energía potencial gravitatoria del objeto en función de su desplazamiento mientras se eleva?

3.5.6.- A medida que un objeto cae libremente, la energía cinética del objeto a) disminuye c) permanece igual b) aumenta d) se convierte el energía interna3.5.7.- Un objeto cae libremente cerca de la superficie de la Tierra. ¿Qué gráfica representa mejor la relación entre la la energía cinética del objeto y su tiempo de caída?

3.5.8.- La siguiente gráfica representa la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía mecánica total de un bloque en movimiento.

¿Cómo describirías el movimiento del bloque?a) Está acelerando sobre una superficie horizontal plana b) Se está deslizando hacia arriba por un plano inclinado sin rozamientoc) Está cayendo libremented) Está siendo levantado a velocidad constante

3.5.9.- Una pesa de 65 newton ha caído libremente desde una altura de 5,3 metros. Si ha partido del reposo, la cinética la energía de la pesa een el momento del impacto esa) 12 J c) 910 Jb) 345 J d) 1800 J

3.5.10.- Un niño, que parte del reposo desde la parte superior de un tobogán del parque, alcanza una velocidad de 7,0 m/s en la parte inferior de la rampa. ¿Cuál es la altura vertical de la rampa? [Despreciar el rozamiento.]a) 0,71 m c) 2,5 mb) 1,4 m d) 3,5 m

3.5.11.- Una pelota de 0,50 kilogramos es lanzada verticalmente hacia arriba con una energía cinética inicial de 25 julios. ¿Aproximadamente a qué altura se elevará la pelota? [Despreciar la resistencia del aire.]a) 2,6 m c) 13 mb) 5,1 m d) 25 m

3.5.12.- Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba con una velocidad de 29,4 m/s. ¿Cuál es el altura máxima alcanzada por la pelota? [Despreciar el rozamiento.]a) 14,7 m c) 44,1 mb) 29,4 m d) 88,1 m

3.5.13.- Una pelota de béisbol de 0.25 kilogramos es lanzada hacia arriba con una velocidad de 30 m/s. Si despreciamos el rozamiento, la altura máxima alcanzada por la pelota es aproximadamente

a) 15 m c) 74 mv) 46 m d) 92 m

3.5.14.- Un libro en reposo de masa m cae libremente desde la parte superior de un escritorio de la altura h. ¿Cuál es la velocidad del libro al golpear el suelo?a) c) mghb) 2gh d) mh

3.5.15.- Un buzo de 55,0 kg cae libremente para hacer una inmersión de práctica desde una plataforma que se encuentra a 3,00 metros sobre la superficie del agua de una piscina. Cuando esté a 1,00 metros sobre el agua, ¿cuáles serán las energías potencial y cinética con respecto a la superficie del agua?a) Ep = 1620 J y Ec = 0 J c) Ep = 810 J y Ec = 810 Jb) Ep = 1080 J y Ec = 540 J d) Ep = 540 J y Ec = 1080 J

3.5.16.- Se lanza una roca de 1 kg desde un acantilado de 90 metros de altura. Después de caer 20 metros, la energía cinética de la roca es aproximadamentea) 20 J c) 700 Jb) 200 J d) 900 J

3.5.17.- En un juguete, se usa un resorte comprimido para lanzar una bola de 5,00 gramos. Si la pelota sale del juguete con un velocidad horizontal inicial de 5,00 metros por segundo, la cantidad mínima de energía potencial almacenadaen el muelle comprimido fuea) 0,0125 J c) 0,0625 J(b) 0,0250 J d) 0,125 J

3.5.18.- El siguiente diagrama muestra un carrito de juguete que posee 16 julios de energía cinética y que se desplaza sin rozamiento sobre una superficie horizontal hacia un muelle también horizontal.

Si el carro se detiene después de comprimir el muelle 1,0 metros, ¿cuál es la constante elástica del resorte?a) 32 N/m c) 8,0 N/mb) 16 N/m d) 4,0 N/m

3.5.19.- Un niño hace 0,20 julios de trabajo para comprimir un muelle que sostiene a un muñeco saltarín. Si la masa del muñeco es 0,010 kilogramos, ¿cuál es la altura vertical máxima que el juguete puede alcanzar después de haber liberado el resorte?a) 20, m c) 0,20 mb) 2,0 m d) 0,020 m

3.5.20.- El trabajo realizado sobre un tirachinas para lanzar una piedra de 0,10 kilogramos es de 40,0 julios. Si el tirachinas proyecta la piedra verticalmente en el aire, ¿cuál es la altura máxima a la que se elevará la piedra?[Despreciar el rozamiento.]a) 0,41 m c) 410 mb) 41 m d) 4,1 m

3.5.21.- Una manzana de 0,1 kg está colgada de la rama de un árbol a 2 metros por encima de un muelle situado a ras de suelo. La manzana cae y golpea el muelle, comprimiéndolo hasta 0,1 metros de su posición de equilibrio. Si toda la energía potencial gravitatoria de la manzana colgada del árbol se transfiere al resorte cuando se comprime, ¿cuál es la constante elástica del muelle?a) 10 N/m c) 100 N/mb) 40 N/m d) 400 N/m

FQ4eso_U10_2_Conservacion de la energia mecanica_testRespuestas

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Test de FQ4eso_U10_1_Energia_trabajo_potencia_test. Soluciones

1. b. 11.b. 21. c. 31. . 41. .

2. b. 12.d. 22. a. 32. . 42. .

3. c. 13.a. 23. b. 33. 43. .

4. d. 14.d. 24. c. 34. 44. .

5. d. 15.a. 25. d. 35. . 45. .

6. b. 16.a. 26. c. 36. . 46. .

7. a. 17.a. 27. c. 37. . 47. .

8. c. 18.d. 28. b. 38. . 48. .

9. d. 19.d. 29. b. 39. . 49. .

10. c. 20.c. 30. c. 40. . 50. .