EJERCICIOS DE FÍSICA

CAPITULO 6:

8.a) Calcule la energía cinética en J, de un coche de 1400 kg que viaja a 40.0 km/h.

b) ¿En qué factor cambia la energía cinética si se duplica la rapidez?

10. En el ejemplo 6-6 (sec6-3) sea A el velero de masa m y B el otro , de masa 2m

a) En la meta, ¿Qué razón vA /v Btiene las velocidades d los dos veleros?

b) Sea t A el tiempo que tarda A en llegar a la meta, y tB el que tiempo que

tarda B ¿Cuánto vale tB/ t A?

13) Un lanzador de beisbol lanza una bola rápida que sale de su mano con una rapidez de 36.0 m/s .La masa de la pelota es 0.145 kg ignore la resistencia del aire ¿Cuánto trabajo efectuó el lanzador sobre la bola?

15) Un vagón de juguete de 6.00 Kg se mueve en línea recta sobre una superficie horizontal sin fricción .Tiene una rapidez inicial de 4.00 m/s y luego es empujado 4.0 m en la dirección de la velocidad inicial por una fuerza de 10N

a) Use el teorema del trabajo y a energía para calcular la rapidez final del vagón

b) Calcule la aceleración producida por la fuerza y úsela en las relaciones de cinemática para calcular la rapidez final

23) Una fuerza de 120 N estira un resorte 0.040 m más allá de su longitud en reposo

a) ¿Qué fuerza se requiere para un estiramiento de 0.010 m? ¿Para una comprensión de 0.080 m?

b) ¿Cuánto trabajo debe efectuarse en los casos del apartado (a)?

25)

a)en el ejemplo 6-8 se calcula que , con el riel de aire apagado , el deslizador viaja 8.6 cm antes de pararse momentáneamente .¿qué valor debe tener el coeficiente de fricción estática μs par evitar que el deslizador se vuelva hacia la izquierda ?

b) si μsentre el deslizador y el riel es 0.60 ¿Qué rapidez inicial máxima v1puede imprimirse el dslisador sin que se vuelva hacia la izquierda después de detenerse momentáneamente ?con el riel desactivado el coeficiente de fricción cinética es μk 0.47

35) Un equipo de 2 personas en una bicicleta tándem debe vencer una fuerza de 175 N para mantener una rapidez de 9.50 m/s . Calcule la potencia requerida por ciclista, suponiendo contribuciones iguales. Exprese su respuesta en hp.

CAPITULO 7:

13) Una fuerza de 800 N estira cierto resorte 0.100 m

a) ¿Qué energía potencial tiene entonces el resorte?

b) ¿Y cuándo se le comprime 0.050 m?

15) Un libro de 1.20 Kg se deja caer desde una altura de 0.80 m sobre un resorte con k=1960 N/ m y masa insignificante .Determine la distancia máxima que se comprimirá el resorte.

17) Un ladrillo de 1.60 Kg se coloca en un resorte vertical con k=1500 N/m comprimido 0.20 m Cuando se suelta el resorte ¿Qué altura alcanza el ladrillo sobre su posición original ?(el ladrillo y el resorte no están unidos .El resorte tiene masa insignificante )

18) Una honda lanza una piedra de 10 g a una altura de 28.0 m

a) ¿Cuánta energía potencial se almacena en la goma elástica de la honda?

b) Con la misma energía potencial almacenada ¿a qué altura puede disparase a una piedra de 20 g?

19) Considere el deslizador del ejemplo 7-8

a) El deslizador se libera del reposo con el resorte estirado 0.100 m ¿Qué rapidez tiene el deslizador cuando vuelve a x=0?

b) ¿Qué desplazamiento inicial debe tener el deslizador si su rapidez máxima en el movimiento posterior es 2.0 m/s?

20) Considere el deslizador del ejemplo 7-8 . El deslizador se libera del reposo con el resorte estirado 0.100 m ¿Qué desplazamiento x tiene el deslizador respecto a su posición de equilibro cuando su rapidez es de 0.40 m/s ?(obtendrá mas de una respuesta .¿porque ?

27) En un dispositivo de investigación una de las fuerza ejercidas sobre un protón es F⃗=−∝ x2 i̇ donde tiene unidades de N/m2

a) Cuanto trabajo efectúa F⃗ cuando el protón se desplaza lo largo de la recta que va desde el punto (0.10 m, 0) al punto (0.10m, 0.40)

b) ¿Y sobre la recta que va desde (0.10m, 0)a (0.30m , 0)?

c) ¿Y sobre a recta que va desde (0.30m, 0) a (0.10m, 0)?

d) ¿F⃗es una fuerza conservativa ?Explique. Si F⃗ es conservativa ¿Cuál es su función de la energía potencial?

31) Ud. y tres amigos están parados en las esquinas de un cuadrado de 8.0 m de lado de piso de un gimnasio Ustedes van a empujar un libro de 2.5 Kg de un una persona a otra (μk=0.30entre el libro y el piso)

a)EL libro se desliza de Ud. a Beatriz y luego de Beatriz hacia Carlos a lo largo de las líneas que unen a estas personas ¿Qué trabajo realiza la fricción durante este desplazamiento?

b)Ud. desliza el libro hacia Carlos a lo a lo largo de la diagonal del cuadrado .¿qué trabajo realiza la fricción sobre este desplazamiento?

c) Ud. desliza el libro a Cecilia, quien se lo devuelve ¿Qué trabajo realiza la fricción durante este movimiento del libro?

d) ¿Es conservativa la fuerza de fricción sobre el libro? Explique.

34) Una fuerza paralela al eje x actúa sobre una partícula que se mueve sobre

el eje x .La fuerza produce una energía potencial U ( x )=∝ x3(∝=2.5 Jm3

)¿que

magnitud y dirección tiene la fuerza cuando la partícula esta en x=1.60 m?

40) Un bloque de 2.00 Kg se empuja contra un resorte con masas insignificantes y k =400 N/m comprimiéndole 0.220 m . Al soltarse el bloque se mueve por una superficie sin fricción que primero s horizontal y luego sube a 37.0º?

a) Que rapidez tiene el bloque al deslizarse sobre la superficie horizontal después de separarse del resorte ¿

b) ¿A qué altura sube el bloque antes de empezar a regresar?

64) Un paquete de 2.00 Kg se suelta en una pendiente de 53.1º , a 4.00 m de un resorte largo de masa insignificante con k =140 N/ m sujeto a la base de la pendiente .Los coeficientes de fricción entre el paquete y la pendiente son μs=0.40y μk=0.20

a) ¿Qué rapidez tiene el paquete justo antes de llegar al resorte?

b) ¿Cuál es la comprensión máxima el resorte?

c) Al rebotar el paquete ¿Cuánto se acerca a su posición inicial?

65) Un bloque de 0.500 Kg unido a un resorte de 0.60 m con k=40.0 N/m y masa insignificante esta en reposo con su cara posterior en el punto A de una mesa horizontal sin fricción .Ud. tira del bloque hacia la derecha con una fuerza horizontal constante F=20.0N

a) ¿Qué rapidez tiene el bloque cuando su cara posterior llega al punto B, que está a 0.25 m a la derecha de A?

b) En qué punto Ud. suelta el boque .En el movimiento que sigue ¿Cuánto se acerca e bloque a la pared a la que está sujeto el extremo izquierdo del resorte?

CAPITULO 8:

17) Ud. esta quieto sobre el hielo con una fricción insignificante entre sus pies y el hielo .Un amigo le lanza un balón de futbol americano de 0.400 Kg que viaja horizontalmente a 12.0 m/s. La masa se Ud. es de 65.0 Kg

a) Si Ud. atrapa el balón, ¿con que rapidez se mueven ambos después?

b) Si el balón lo golpea en el pecho y rebota moviéndose horizontalmente a 7.0 m/s en la dirección opuesta ¿Qué rapidez tiene Ud. después del choque?

21) el bloque A tiene una masa de 1.00 Kg y el B se juntan a la fuerza , comprimiendo un resorte S entre ellos ; luego el sistema se libera desde el reposo sobre la superficie plana sin fricción .El resorte , de masa insignificante , esta suelto y cae a la superficie después de extenderse .B adquiere una rapidez de 0.800 m/s

a) ¿Qué rapidez final tiene B?

b) ¿Cuánta energía potencial se almacenó en el resorte comprimido?

27) Un vagón vacio de 27000 Kg rueda a 4.00 m/s sobre una vía plana y choca con un vagón cargado de 81000 Kg que esta parado con los frenos sueltos .Puede ignorar la fricción

a) si los vagones se acoplan, calcule su rapidez después del choque.

b) Encuentre el cambio de energía cinética de los vagones a causa del choque

c) ¿Con que rapidez debe rodar el vagón cargado hacia el vacio para que el choque los detenga a ambos?

28) En un campo de futbol americano con mucho lodo , un apoyador de 100 Kg atrapa a un corredor de 80 Kg justo antes del choque , el apoyador resbala a 7.2 m/s hacia el norte , y el corredor lo hace a 8.8m/s hacia el oeste .¿qué velocidad común tienen los jugadores justo después del choque ?

29) Un pez de 18.0 Kg que avanza horizontalmente hacia la derecha a 3.20 m/s se traga a un pez de 2.0 Kg que nada hacia la izquierda a 7.40 m/s ¿Qué rapidez tiene el pez grande justo después de comérselo si pueden ignorarse las fuerzas ejercidas por el agua sobre los peces?

64) Las esferas A, de 0.020 Kg; B, d 0.030 Kg; y C, de 0.050 Kg, se acercan al origen desliándose sobre una mesa sin fricción .Las velocidades iniciales de A y B se indican en la figura .Las 3 esferas llegan al origen simultáneamente y se pegan ¿Qué componentes x, y debe tener la velocidad inicial de C si los 3 objetos quedan en reposo después del choque?

54. Considere un resorte que no obedece fielmente la ley de Hooke. Para mantener estirado o comprimido una distancia se debe aplicar al extremo libre una fuerza sobre el eje x con componentes x Fx=kx –bx2+cx3. Aquí k=100 N/m, b=600N/m2, c=10000N/m3. Escogemos x positivo cuando se estira el resorte y negativa cuando se comprime.

a) ¿Cuánto trabajo debe realizarse para estirar este resorte 0.050m respecto a su longitud no estirada?

b) ¡ y para comprimirlo 0.050?

c) ¿Es más fácil estirar o comprimir este resorte?

55. Un objeto es atraído a al origen con una fuerza de magnitud F=αx^(3,) (α=5.00N/m^3) Cuánto vale F cuando el objeto está a:

En el punto a, a 1.00 m del origen ¿en b, a 2.00 m del origen?

¿Cuánto trabajo realiza F cuando el objeto desde a b? ¿El trabajo es positivo o negativo?

56. Un protón con masa 1.67x10-27kg es impulsado inicialmente a 3.00x105 m/s hacia un núcleo de oro que está a 5.00 m el protón es repelido por el núcleo con una fuerza de magnitud α/x^2, donde x es la separación de los objetos y α=1.82x〖10〗^(-26)N/m2 suponga que en núcleo no se mueve

a) ¿Qué rapidez tiene el protón cuando está a 8.00X10-10 m del núcleo?

b) Al acercarse el protón, la fuerza repulsiva lo frena hasta detenerlo momentáneamente, después delo cual el protón se aleja del núcleo ¿Qué tanto se acerca el protón a l núcleo?

c) ¿Qué rapidez tiene el protón cuando esta otra vez a 5.00m del núcleo?

14. En una mesa horizontal sin fricción, el disco A (de masa 0.150 Kg) se mueve hacia B (de masa 0.250 Kg) que está en reposo. Después del choque, A se mueve a 0.120m/s hacia la izquierda, y B lo hace a 0.650 m/s hacia la derecho

¿Qué rapidez tenia A antes del choque?

Calcule el cambio de energía cinética total del sistema durante el choque

15. La estrella de hockey Wayne Gretzky patina a 13.0 m/s hacia un defensor que se mueve a 5m/s hacia Gretzky. Gretzky pesa 756 N; el defensor, 900 N. Justo después del choque Gretzky se mueve a 2.50 m/s en su dirección original .Ignore las fuerzas horizontales externas aplicadas por el hielo a los jugadores antes del choque a) ¿Qué velocidad tiene el defensor justo después del choque? b) Calcule el cambio de energía cinética total de los dos jugadores.

32. En un cruce un auto compacto de 900kg que viaja hacia el este choca con una camioneta de 1800kg que viaja hacia el norte se pasó el alto de un semáforo. Los dos vehículos quedan pegados después del choque, y se

deslizan a 16.0m/s en dirección 24.0°al este del norte. Calcule la rapidez de cada vehículo antes del choque. El choque ocurre durante una tormenta; las fuerzas de fricción entre los vehículos y el pavimento húmedo pueden ignorarse.