Miguel Angel LΓ³pez Parra
Ejercicio 1: Calcula el trabajo que se realiza al empujar una caja con 50N de fuerza, la caja se desplaza 1.8m. DATOS
W=?
F=50N
d=1.8m
PROCEDIMIENTO:
πΎ = ππ β π.π
πΎ = ππ π±πΆπΌπ³π¬πΊ
Ejercicio 2: Una camioneta se acelera a 7m/s2. La masa de la camioneta es de 1200 kg. ΒΏQuΓ© trabajo realiza el motor si la camioneta se desplaza 140m? DATOS
W=?
F=?
d=140m
PROCEDIMIENTO:
π = ππππ β π
π = πππππ΅
πΎ = ππππ β πππ
πΎ = πππππππ π±
Ejercicio 3: Motociclista parte del reposo y en 4s alcanza una velocidad de 18m/s. La masa de la persona es de 72 Kg. y de la motocicleta es de 15 Kg. ΒΏQuΓ© trabajo realiza el motociclista en ese intervalo de tiempo? DATOS
W=?
F=?
d=?
Miguel Angel LΓ³pez Parra
m1=72 kg.
m2=15
a= ?
t=4s
Vi=0 m/s
Vf=18 m/s
PROCEDIMIENTO:
π =18 β 0
4
a=4.5 m/s2
π = 0 +4.5(4)2
2
d=36m
π = (ππ + ππ) β (π.π)
π = πππ.ππ΅
πΎ = πππ.π β ππ
πΎ = πππππ
Ejercicio 4: El trabajo que se realiza para mover una lancha es de 5500 J. ΒΏCuΓ‘l es la velocidad final de la lancha a los 20s de inicio del recorrido si parte del reposo? La distancia que recorre es de 40 m y su masa 830 kg. DATOS
W=5500 J
F=?
d=40m
m=830kg
vf=?
t=20
Miguel Angel LΓ³pez Parra
PROCEDIMIENTO:
π =ππππππ
π = πππ.π π΅
π =πππ.ππππ
π =.πππππ π/ππ
ππ = 0 + .16566 β 20
ππ =3.313253 m/s
Ejercicio 5: Un marino hala un bote a lo largo de un muelle con una cuerda que forma un Γ‘ngulo de 60.0_ con la horizontal. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza el marino si ejerce una fuerza de 255 N sobre la cuerda y hala el bote 30.0 m? DATOS
W=?
F=255N
d=30m
Ξ±=60Β°
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β ππ(πππππΒ°)
πΎ = πππ β ππ
πΎ = ππππ π±
Ejercicio 6: Un motor elΓ©ctrico sube un ascensor que pesa 1.20 x 10 4N una distancia de 9.00 m en 15.0 s, a. ΒΏCuΓ‘l es la potencia del motor en vatios? b. ΒΏCuΓ‘l es la potencia en kilovatios? a) DATOS
w=12000N
Miguel Angel LΓ³pez Parra
g=9.8 M/S2
h=9m
t=15s
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππππ β π
πΎ = ππππππ
π· =ππππππππ
π· = ππππ ππππππ
Problema 7.: Un estudiante levanta 0.800 m una caja de libros que pesa 185 N. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza el estudiante? DATOS
W=?
F=185 N
h=.8m
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β.π
πΎ = πππ π±
Problemas 8: Se necesita una fuerza 825 N para empujar un auto a travΓ©s de un terreno. Dos estudiantes empujan el auto 35 m. a. ΒΏCuΓ‘nto trabajo se realiza? b. DespuΓ©s de una tormenta se duplica la fuerza necesaria para empujar el auto debido a que el terreno se enloda. ΒΏEn que cantidad cambia el trabajo aplicado por los estudiantes? a) DATOS
W=?
F=825 N
b)
DATOS
P=7200 w
PROCEDIMIENTO:
Kw=7200/1000=7.2kw
Miguel Angel LΓ³pez Parra
d=35m
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β ππ
πΎ = πππππ π±
b) DATOS
W=?
F=1670
d=35
PROCEDIMIENTO:
πΎ = ππππ β ππ
πΎ = πππππ π±
TambiΓ©n se duplica el trabajo empleado.
Problema 9:.Un mensajero lleva un fardo de 34 N desde la calle hasta un quinto de un edificio de oficinas, a una altura de 15 m. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza? DATOS
W=?
w=34N
h=15M
PROCEDIMIENTO:
πΎ = ππ β ππ
πΎ = πππ π±
Problema 10: ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza un montacargas que eleva 1.2 m una caja de 583 Kg? DATOS
W=?
Miguel Angel LΓ³pez Parra
h=1.2m
m=583 kg
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β π.π β π.π
πΎ = ππππ.ππ π±
Problema 11.: Usted y un amigo llevan cajas idΓ©nticas a un salΓ³n situado al fondo del corredor de un piso superior. Usted prefiere subir primero las escaleras y luego atravesar el corredor; su amigo en cambio, va al fondo del corredor y luego sube por otras escaleras. ΒΏQuiΓ©n realiza mΓ‘s trabajo? R=Hacen el mismo trabajo. Problema 12: Calcula el trabajo que debe realizar el motor de un automΓ³vil si le proporciona una fuerza de 900 N y recorre una distancia de 0,75 Km. DATOS
W=?
F=900N
d=.75 km = 750m
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β πππ
πΎ = ππππππ π±
Problema 13: Un atleta se acelera a 3.5m/s2en una distancia 10m. ΒΏCuΓ‘l es el trabajo que realiza si su masa es de 72kg? DATOS
W=?
F=?
d=10 m
m=72 kg
a=3.5 m/s2
PROCEDIMIENTO:
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π = ππ β π.π
π = πππ
πΎ = πππ β ππ
πΎ = ππππ π±
Problema 14.Si se parte del reposo un automΓ³vil de 1600 Kg.ΒΏCuΓ‘l es la velocidad que alcanza a los 12s de recorrido si se le aplica un trabajo de 4000 J? DATOS
W= 4000 J
m=1600kg
t=12s
Vf=?
PROCEDIMIENTO:
La energΓa total es igual al trabajo, Y la energΓa total es igual a la energΓa cinΓ©tica.
π¬π = ππππ π±
πππ =ππππππ
π
π = οΏ½π β ππππππππ
π = βπ
π = π.ππ π/π
Problema 15: Calcula el trabajo que debe realizar el motor de un automΓ³vil de carreras si parte del reposo y en 4.6 s alcanza una velocidad de 80 km/h. La masa del automΓ³vil es de 670 kg. DATOS
W=?
vi=0 m/S
vf=80 km/h = 22.22 m/s
Miguel Angel LΓ³pez Parra
t=4.6s
m=670 kg.
PROCEDIMIENTO:
π =22.22 β 0
4.6
π = 4.8304348 π = πππ β π.πππππππ
π = ππππ.ππππππ π΅
π = 0 +4.8304348 β 4.62
2
d=51.106 m
πΎ = ππππ.ππππππ β ππ.πππ
πΎ = ππππππ.πππ
Problema 16: ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza la fuerza de gravedad cuando un objeto de 25 N cae una distancia de 3.5 m?
DATOS
W=?
w=25N
h=3.5m
PROCEDIMIENTO:
πΎ = ππ(π.π)
πΎ = ππ.π π±
Problema 17: Un pasajero de un aviΓ³n sube por las escaleras una maleta de 270 N, desplazΓ‘ndose, verticalmente 4.2m y horizontalmente 4.6.
a. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza el pasajero? b. Si el pasajero baja la maleta por las mismas escaleras. ΒΏCuΓ‘nto trabajo
realiza nuevamente esta persona? DATOS W= F= h=4.2m
Miguel Angel LΓ³pez Parra
PROCEDIMIENTO:
a)
πΎ = πππ β π.π
πΎ = ππππ π±
b)
πΎ = πππ β π.π
πΎ = ππππ π±
b) La misma cantidad de trabajo que utilizo para subirlas.
Problema 18:.Para halar 15 m una caja metΓ‘lica a lo largo del piso, se emplea una cuerda que forma un Γ‘ngulo de 46.0_ con la horizontal y sobre la cual se ejerce una fuerza de 628 N. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza la fuerza sobre la cuerda? DATOS
W=?
F=628 N
d=15m
Ξ±=46Β°
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ β ππ(πππππ)
πΎ = ππππ.πππ
Problema 19.: Para subir una caja de 93 N por un plano inclinado, un trabajador empuja la caja horizontalmente. a. El trabajador ejerce una fuerza de 85 N. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza? b. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza la gravedad? (Tenga cuidado con los signos) c. El coeficiente de rozamiento es Β΅ = 0.20. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza el rozamiento? (Tenga cuidado con los signos) a)
DATOS
W=
Miguel Angel LΓ³pez Parra
w=93N
d=
P=
PROCEDIMIENTO:
Problema 20.: Una caja de 575 N de peso se levanta por medio de una cuerda una distancia de 20.0 m directamente hacia arriba. El trabajo es realizado en 10.0 s. ΒΏCuΓ‘l es la potencia desarrollada en vatios y kilovatios? DATOS
W=
d=20 m
w=575 N
t=10s
PROCEDIMIENTO:
πΎ = πππ(ππ)
πΎ = πππππ π±
π· =πππππππ
π· = ππππ π½π¨π»π°πΆπΊ
π· = π.ππ π²π°π³πΆπ½π¨π»π°πΆπΊ
Problema 21.: Una escaladora lleva una mochila de 7.50 Kg. mientras escala una montaΓ±a. DespuΓ©s de 30 min. Se encuentra a 8.2 m por encima de su punto de partida. a. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza la escaladora sobre la mochila? b. Si la escaladora pesa 645 N. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza para subir con su mochila? c. ΒΏCuΓ‘l es la potencia media desarrollada por la escaladora? a) DATOS
W=?
m=7.5kg
d=8.2m
Miguel Angel LΓ³pez Parra
PROCEDIMIENTO:
πΎ = π.π β π.π β π.π
πΎ = πππ.π π±
b)
DATOS
W=?
w=645 N
m=7.5kg
d=8.2m
PROCEDIMIENTO:
wt= 645+(7.5*9.8)
wt= 718.5
πΎ = πππ.π β π.π
πΎ = ππππ.ππ±
Problema 22.: Un motor elΓ©ctrico desarrolla una potencia de 65 Kw. para subir un ascensor cargado una distancia de 17.5 m en 35 s. ΒΏCuΓ‘nta fuerza ejerce el motor? DATOS
F=?
t=35s
d=17.5m
P=65Kw
PROCEDIMIENTO:
π£ = 17.535
=.5 m/s
π =π·π½
π· =ππππ.πππππ
π· = π.πππ πππππ
c)
DATOS
W=5891.7 J
t=30 minuto=1800 s
P=?
PROCEDIMIENTO:
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π =πππππ
.π
π = ππππππ π΅
Problema 23: Dos autos viajan con la misma rapidez y avanzan 105 Km. en 1 h. Uno de ellos es un auto deportivo cuyo motor desarrolla sΓ³lo 35 kW de potencia con esta rapidez. La diferencia radica en la fuerza de rozamiento debido a la resistencia del aire a. Haga una lista de las fuerzas horizontales externas ejercidas sobre cada auto, indique el origen de cada fuerza y compare sus magnitudes. b. Por la tercera ley de Newton, el auto ejerce fuerzas. ΒΏCuΓ‘les son sus direcciones? c. Calcule la magnitud de la fuerza de rozamiento hacia adelante ejercida por cada auto. d. Los motores de los autos realizan trabajo. ΒΏDe dΓ³nde proviene la energΓa que ellos transfieren? a) La fuerza de fricciΓ³n del suelo. Es originada del rozamiento de las llantas y el suelo. Se miden en newton. La fuerza de resistencia del aire.se origina a la oposiciΓ³n de la masa del aire a la masa del auto. Se mide en newton. b) La fuerza que ejerce el motor que va en direcciΓ³n al movimiento. La fricciΓ³n que es contratio al movimiento del automΓ³vil. El peso que es vertical al suelo. La fuerza normal que es perpendicular al auto. c) DATOS
F=?
v=105 km/h= 29.166m/s
P=35 kw=35000w
PROCEDIMIENTO:
πππππ = π β ππ.πππ
π =πππππππ.πππ
π = ππππ.πππ
d) Del motor que por la combustiΓ³n libera energΓa. Ejercicio 24: Calcula la energΓa cinΓ©tica de un automΓ³vil que va a 25 m/ s y tiene
Miguel Angel LΓ³pez Parra
una masa de 1400 kg. DATOS
V=25m/s
m=1400 kg
EC=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π =ππππ β πππ
π
π¬π = ππππππ π±
Ejercicio 25: Se dispara un proyectil de 7.26 Kg. con una velocidad final de 7.50 m/s. a. ΒΏCuΓ‘l es la energΓa cinΓ©tica del proyectil? b. El proyectil estaba inicialmente en reposo. ΒΏCuΓ‘nto trabajo se realizo sobre el para suministrarle esta energΓa cinΓ©tica? DATOS
V=7.5m/s
m=7.26 kg
EC=?
PROCEDIMIENTO:
a)
π¬π =π.ππ β π.ππ
π
π¬π =πππ.πππ
π
π¬π = πππ.ππππ π±
Ejercicio 26: Calcula la energΓa potencial de un ave que tiene 350 gr. de masa y que vuela a 25 m de altura. DATOS
h=25m
m=350gr =.35kg
πΎ = π¬π
πΎ = πππ.ππππ π±
b) La energΓa cinΓ©tica administrada es igual al trabajo ejercido.
Miguel Angel LΓ³pez Parra
EP=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π =.ππ β π.π β ππ
π¬π = ππ.ππ π±
Problema 27: Se levanta un libro de 2.00 Kg. desde el piso hasta un anaquel a 2.10 m sobre el piso. a. ΒΏCuΓ‘l es la energΓa potencial gravitacional del libro respecto al piso? b. ΒΏCuΓ‘l es su energΓa potencial gravitacional respecto a la cabeza de una persona de 1.65 m de estatura? a)
DATOS
h=2.1m
m=2.0 kg
EP=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π = π β π.π β π.π
π¬π = ππ.ππ π±
b)
Ejercicio 29: Se lanza hacia arriba una piedra a 50 m/s de velocidad. ΒΏQuΓ© altura alcanza? DATOS
V=50m/s
h=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π = π¬π
πππ =πππ
π
πππ = ππ
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π =πππ
(π β π.π)
π =ππππ
(π β π.π)
π = πππ.ππππ
Ejercicio 28: Un cuerpo se deja caer desde 30 de altura ΒΏCon quΓ© velocidad toca el piso? DATOS
h=30m
v=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π = π¬π
πππ =πππ
π
πππ = ππ
π = βπ β ππ β π.π
π = βπππ
π = ππ.ππππ π/π
Ejercicio 30: A 30 m de altura se deja caer una piedra de 0.30 Kg. de masa. a) ΒΏCuΓ‘l es la energΓa cinΓ©tica y potencial a la mitad de su recorrido?, y b) ΒΏCuΓ‘l es la energΓa cinΓ©tica y potencial a la mitad de su velocidad mΓ‘xima? DATOS
h=30m
m=.3 kg
EC=?
EP=?
PROCEDIMIENTO:
A la altura mΓ‘xima la: π¬π» = π¬π· + π¬πͺ
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π¬π» = π¬π· + π
π¬π = ππ β π.π β.π=88.2 J
π¬π» = ππ.π π±
a)
π¬π =.π β π.π β ππ
π¬π = ππ.π
π¬πͺ = π¬π» β π¬π·
π¬πͺ = ππ.π β ππ.π = ππ.π π±
Problema 31: ΒΏQuΓ© energΓa cinΓ©tica lleva un aviΓ³n que viaja a 750 Km. /h y tiene una masa de 50 ton? DATOS
V=750km/h=208.33 m/s
m=50 ton.=50000kg
EC=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π =πππππ β πππ.πππ
π
π¬π = ππππππππππ π±
Problema 32: ΒΏQuΓ© energΓa potencial tiene el aviΓ³n del problema anterior si vuela a 10325 m de altura? ΒΏCuΓ‘l es su energΓa total? DATOS
Ep=?
m=50000
ππ.π =.πππ
π
π = οΏ½π(ππ.π)π.π
π = βπππ = ππ.ππππ π/π
π¬π =.π β ππ.ππππππ
π
π¬π = ππ.ππ π±
π¬π· = π¬π» β π¬πͺ
π¬π· = ππ.π β ππ.ππ
π¬π· = ππ.ππ π±
b)
En el suelo la energΓa cinΓ©tica serΓ‘ igual a la energΓa total y la energΓa potencial serΓ‘.
Miguel Angel LΓ³pez Parra
h=10325
PROCEDIMIENTO:
π¬π = (πππππ)(π.π)(πππππ)
π¬π = ππππππππππ π±
Problema 33: Se cae una Manzana de un Γ‘rbol a 3.2 m de altura. Su masa es de 250 gr. a) ΒΏCon quΓ© velocidad toca el piso?, y b) A la mitad de su velocidad mΓ‘xima, cuΓ‘nto vale su energΓa cinΓ©tica y su energΓa potencial? DATOS
h=3.2m
m=.25 kg
EC=?
EP=?
PROCEDIMIENTO:
A la altura mΓ‘xima la: π¬π» = π¬π· + π¬πͺ
π¬π» = π¬π· + π
π¬π = π.π β π.π β.ππ = π.ππ π±
π¬π» = π.ππ π±
a)
En el suelo la energΓa cinΓ©tica serΓ‘ igual a la
energΓa total y la energΓa potencial serΓ‘.
π.ππ =.ππππ
π
π = οΏ½π(π.π)π.ππ
π = βππ.π = π.πππ π/π
π¬π =.ππ β π.ππππππ
π
π¬π = π.ππππ π±
π¬π· = π¬π» β π¬πͺ
π¬π· = π.ππ β π.ππππ
π¬π· = π.ππ π±
b)
Miguel Angel LΓ³pez Parra
Problema 34: Se avienta hacia arriba a 35 m/s un cuerpo de 62 kg. A la tercera parte de su altura mΓ‘xima, calcula su energΓa cinΓ©tica y su energΓa potencial. DATOS
V=35 m/s
m=62 kg
EC=?
EP=?
PROCEDIMIENTO:
Al inicio la: π¬π» = π¬π· + π¬πͺ
π¬π» = π¬πͺ + π
π¬π =πππ
π
π¬π =ππ β πππ
π= πππππ π±
π¬π» = πππππ π±
A la altura mΓ‘xima la energΓa potencial
es igual a la energΓa total:
πππππ = ππ β π.π β π
π =πππππππ β π.π
π = ππ.π
Problema 35. a. calcula la energΓa cinΓ©tica de un auto que se mueve a 50 Km. /h. y tiene una masa de 750kg b. ΒΏCuΓ‘nto trabajo se debe realizar sobre el auto para frenarlo despuΓ©s de 100 Km. /h hasta 50 Km. /h? c. ΒΏCuΓ‘nto trabajo se debe realizar sobre el auto para frenarlo hasta el reposo? d. La fuerza que realiza el trabajo de frenarlo es constante. Encuentre la razΓ³n entre la distancia requerida para frenarlo de 100 Km. /h a 50 Km. /h con la distancia requerida para frenarlo de 50 Km./h hasta el reposo. Explique su
π¬π = ππ β π.π β ππ.πππ
π¬π = πππππ.πππ
π¬πͺ = π¬π» β π¬π·
π¬πͺ = πππππ β πππππ.πππ = πππππ.πππ π±
A un tercio de altura:
Miguel Angel LΓ³pez Parra
conclusiΓ³n. DATOS
V1=50 km/s = 13.8889 m/s
V2=100 km/s = 27.7778
m=750 kg
EC=?
w=?
PROCEDIMIENTO:
a) EnergΓa a 50 km/h
π¬π =πππ β ππ.πππππ
π
π¬π = πππππ.ππππ π±
b) EnergΓa a 100 km/h
π¬π =πππ β ππ.πππππ
π
π¬π = ππππππ.ππππ π±
La diferencia de energΓa es:
72338.0787-289352.3148= -217014.2361 J
La energΓa perdida es igual al trabajo utilizado para frenarlo.
W= -217014.2361
c)
0-72338.0787=-72338.0787 J
La energΓa perdida es igual al trabajo utilizado para frenarlo.
W= -72338.0787 J
d)
π π =βππππππ.ππππ
π
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π π =βπππππ.ππππ
π
RazΓ³n= π ππ π
=
βππππππ.πππππ
βπππππ.πππππ
= βππππππ.ππππβπππππ.ππππ
=.ππππ Llegue a esto dividendo la distancia
utilizada en el primer tramo con la utilizada en el segundo.
Problema 36.: Un rifle puede disparar una bala de 4.20 g con una rapidez de 965 m/s. a. Encuentre la energΓa cinΓ©tica de la bala. b. ΒΏCuΓ‘nto trabajo se realiza sobre la bala si parte del reposo? c. Si el trabajo se realiza sobre una distancia de 0.75 m. ΒΏCuΓ‘l es fuerza medida sobre la bala? d. Si la bala llega al reposo despuΓ©s de penetrar 1.5 cm. en un cuerpo metΓ‘lico, ΒΏCuΓ‘l es la magnitud y la direcciΓ³n de la fuerza media que ejerce? a)
π¬π =.ππππ β ππππ
π
π¬π = ππππ.ππππ π±
b)
El trabajo realizado es igual a la energΓa resultante. πΎ = π¬π = ππππ.ππππ π±
c)
ππππ.ππππ = π β.ππ
π =ππππ.ππππ
.ππ
π = ππππ.ππ π΅
d)
Problema 37.: Un cometa de 7.85 x 1011kg de masa se estrella contra la Tierra con una rapidez, relativa a la tierra, de 25 Km. /s. a. Encuentre en joules la energΓa cinΓ©tica del cometa. b. Compare el trabajo realizado sobre la Tierra con la energΓa liberada al explotar el arma nuclear mΓ‘s poderosa, equivale a 100 millones de toneladas de TNT, o 4.2 x 1015J. Se cree que una colisiΓ³n similar de la Tierra con un cometa
Miguel Angel LΓ³pez Parra
fue la causante de la extinciΓ³n de los dinosaurios. a) DATOS
V=25000 m/s
m=7.8x1011kg.
EC=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π =πππ
π
π¬π =πππππ β π.πππππππ
π
π¬π = π.πππππππππ π±
Problema 38:.Se necesita un trabajo de 2.2 x 10 6 J para acelerara un remolque de 5,700 Kg. a 100 Km. /h. ΒΏCuΓ‘l serΓa la velocidad si sobre Γ©l se realiza sΓ³lo la mitad del trabajo? DATOS
W=1.1 *106
m=5700kg.
EC=?
PROCEDIMIENTO:
La energΓa cinΓ©tica es igual al trabajo empleado.
π¬π = π.π β πππ
π.π β πππ =ππππ β ππ
π
π = οΏ½π(π.π β πππ)ππππ
π = ππ.πππ m/s
a. ΒΏCuΓ‘l serΓa la velocidad si el trabajo realizado fuera el doble?
πΎ = π¬π = π. πππππππππ π±
b)
El trabajo del cometa es igual a la energΓa cinΓ©tica.
Es el doble del trabajo del arma mΓ‘s poderosa del mundo.
Miguel Angel LΓ³pez Parra
DATOS
W=4.4 *106
m=5700kg.
EC=?
PROCEDIMIENTO:
La energΓa cinΓ©tica es igual al trabajo empleado.
π¬π = π.π β πππ
π.π β πππ =ππππ β ππ
π
π = οΏ½π(π.π β πππ)ππππ
π = ππ.πππ m/s
Problema 39.: Un escalador de 90 Kg. asciende 45 m hasta la parte superior de una roca; despuΓ©s desciende 85 m hasta llegar a la base de la roca. Encuentre la energΓa potencial del escalador en la parte superior y en la base, tomando como nivel de referencia la altura inicial. DATOS
m=90 kg.
h1=45
h2= -40 m
PROCEDIMIENTO:
Parte superior:
π¬π = ππ β π.π β ππ
π¬π = πππππ
Parte base:
π¬π = ππ β π.π β βππ
π¬π = βπππππ
Miguel Angel LΓ³pez Parra
Problema 40:.Se dispara una bala de 50.0 Kg. desde un caΓ±o situado en la superficie de la Tierra, ya alcanza una altura de 4.00 x 102m. a. ΒΏCuΓ‘l es la energΓa potencial gravitacional del sistema Tierra-bala respecto a la superficie de la Tierra cuando la bala alcanza su mΓ‘xima altura? b. ΒΏCuΓ‘l es el cambio de la energΓa potencial del sistema cuando la bala cae a una altura de 2.00 x 102m? DATOS
h=400m
m=50 kg
EP=?
PROCEDIMIENTO:
a)
π¬ππ = ππ β π.π β πππ
π¬ππ = ππππππ π±
b)
π¬ππ = ππ β π.π β πππ
π¬ππ = πππππ π±
π¬ππ β π¬ππ = πππππ π±
Problema 41: Una persona que pesa 630 N asciende por una escalera a una altura de 5.0 m. a. ΒΏCuΓ‘nto trabajo realiza la persona? b. ΒΏCuΓ‘l es el incremento de la energΓa potencial de esa persona desde el piso hasta esa altura? c. ΒΏDe dΓ³nde proviene la energΓa que genera este incremento de energΓa potencial gravitacional? DATOS
h=5m
w=630 N
PROCEDIMIENTO:
a) π = πππ β π
π¬π = πππ β π
π¬π = ππππ π±
b)
c)
Del trabajo hecho por la persona al subir por las escaleras
Miguel Angel LΓ³pez Parra
π = ππππ π±
Problema 42:.Se construye un pΓ©ndulo colgando una bola de bolos de 7.26 Kg. de una cuerda de 2.5 m de longitud. Se hala la bola hasta que la cuerda forma un Γ‘ngulo de 45ΒΊ con la vertical. a. ΒΏCuΓ‘l es la energΓa potencial de la bola? b. ΒΏDΓ³nde escogiΓ³ usted el nivel de referencia para realizar sus cΓ‘lculos? DATOS
h=2.5m
h1=h-h2
h2=hcos(45Β°)
ΞΈ=45Β°
P=?
PROCEDIMIENTO:
h2=2.5*cos(45Β°)
h2=2.5*.7071
h2=1.76775 m.
h1=2.5-1.76775
h1=.73225 m.
π¬π = π.ππ β π.π β.πππππ
π¬π = ππ.ππππππ π±
b)
Los extremos de la cuerda
Problema: 43: Un trozo de hielo de 15.0 Kg. de masa cae al piso desde un piso de 8.00 m de altura. a. Encuentre la energΓa cinΓ©tica del hielo cuando llega al piso. b. ΒΏCuΓ‘l es la rapidez del piso cuando llega al piso? DATOS
h=8m
m=15 kg
Miguel Angel LΓ³pez Parra
EC=?
v=
PROCEDIMIENTO:
a) A la altura mΓ‘xima la: π¬π» = π¬π· + π¬πͺ
π¬π» = π¬π· + π
π¬π = ππ β π.π β π = ππππ π±
π¬π» = ππππ π±
La energΓa cinΓ©tica en piso es igual.
π¬πͺ = π¬π» β π¬π·
π¬πͺ = ππππ β π = ππππ π±
Problema 44.: Un ciclista se aproxima a una colina con una rapidez de 8.5 m/s. La masa total de la bicicleta y del ciclista es de 85 kg.
a. Encuentre la energΓa cinΓ©tica de la bicicleta y del ciclista. b. El ciclista comienza a ascender la colina. Suponiendo que no hay razonamiento, ΒΏQuΓ© altura alcanzara la bicicleta antes de llegar al reposo? c. ΒΏsu respuesta depende la masa de la bicicleta y del ciclista? Explique. a)
DATOS
V=8.5m/s
m=85
EC=?
PROCEDIMIENTO:
π¬π =ππ β π.ππ
π
π¬π = ππππ.πππ π±
ππππ =ππππ
π
π = οΏ½π(ππππ)ππ
π = βπππ.π = ππ.πππ π/π
π¬π =.π β ππ.ππππππ
π
π¬π = ππ.ππ π±
π¬π· = π¬π» β π¬πͺ
π¬π· = ππ.π β ππ.ππ
π¬π· = ππ.ππ π±
b)
π¬π = ππππ.πππ π±
ππππ.πππ = ππ β π.β π
π =ππππ.πππππ β π.π
π = π.πππ π
b) En la altura mΓ‘xima el ciclista ya no tendrΓ‘ energΓa cinΓ©tica ya que se abra convertido en energΓa potencial por lo que:
C) De ambas ya que conforman el cuerpo que sube por la colina.
Miguel Angel LΓ³pez Parra
Problema 45:.Un esquiador que parte desde el reposo desde la cima de una colina de 30ΒΊ de inclinaciΓ³n y 45 m de altura se desliza hacia abajo hasta un valle y luego asciende por una colina de 40 m de altura. Las alturas de las colinas se miden desde el valle. Suponga que puede despreciar el rozamiento. a. ΒΏCuΓ‘l es la rapidez del esquiador en el valle? b. ΒΏCuΓ‘l es la rapidez del esquiador en la cima de la segunda colina?. a)
DATOS
V=0m/s
h1=45m
PROCEDIMIENTO:
π¬π = π.π β πππ
π¬π = ππππ
A la altura mΓ‘xima la: π¬π» = π¬π· + π¬πͺ
π¬π» = π¬π· + π
π¬π» = ππππ π±
En el valle la energΓa potencial es 0
y la energΓa cinetica:
π¬πͺ = π¬π» β π¬π·
π¬πͺ = π¬π» β π
π¬πͺ = ππππ π±
ππππ =πππ
π
π β ππππ = πππ
ππππ = πππ
πππ = ππ
π = βπππ
π = ππ.ππππππππ π/π
π¬π = π.π β πππ
π¬π = ππππ
π¬πͺ = π¬π» β π¬π·
π¬πͺ = ππππ β ππππ
π¬πͺ = πππ π±
πππ =πππ
π
π β πππ = πππ
πππ = πππ
ππ = ππ
π = βππ
π = π.πππππππππ π/π
b)
DATOS
V=0m/s
h2=40m
PROCEDIMIENTO:
A la altura de 40m la energΓa
potencial es 392 y la energΓa cinetica:
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