EJERCICIOS DE ENERGIA CINETICA Y POTENCIAL1. Una bala de 15 gr, al ser disparada, adquiere una velocidad de salida de 650 m/s.

Encuentra la energía cinética de la bala.Respuesta: Ec = 3 168.750 J

2. Una pieza de artillería que tiene una longitud de ánima de 2.8 m dispara unproyectil de 9.8 N con una velocidad de 560 m/s. Encuentra la fuerza ejercidasobre el proyectil durante su recorrido por el tubo.

Respuesta: F = 56 000 N3. A un cuerpo de 50 N se le aplica una fuerza constante de 18 N formando un

ángulo de 250 con la horizontal. Suponiendo que no existe rozamiento, encuentrala velocidad del cuerpo después de haber recorrido 6 m, partiendo del reposo.

Respuesta: v = 6.195 m/s4. Un cuerpo de 25 kg cae libremente desde una altura de 200 m. Encuentra la

energía potencial del cuerpo antes de soltarlo y la energía cinética en el momentode impactarse con el suelo.

Respuestas:Ep = 49 000 J Ec = 49 000 J5. Un cuerpo de 25 slugs se deja caer desde una altura de 35 ft. Encuentra su energía

potencial antes de caer; su energía cinética cuando se encuentra a una altura de 10ft; su energía cinética al chocar con el suelo; su velocidad, cuando se encuentra auna altura de 5 ft y su velocidad al impactarse con el suelo.

Respuestas: Ep = 28 000 ftlb Ec = 20 000 ftlb Ec = 28 000 ftlbv = 43.818 ft/s v = 47.329 ft/s6. Se construye un péndulo colgando un objeto de 7.26 kg de una cuerda de 2.5 m

de longitud. Se jala el objeto hasta que la cuerda forma un ángulo de 450 con lavertical. ¿Cuál es la energía potencial del objeto?

Respuesta: Ep = 52 J7. Un cuerpo de 0.2 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 90

km/h. ¿Cuál es el valor de sus energías cinética y potencial al inicio de suascenso? ¿ cuál es el valor de sus energías cinética y potencial cuando seencuentra a 10 m de altura?

Respuestas: Ec = 62.5 J Ep = 0 y Ec = 42.9 J Ep = 19.6 J8. Sobre un cuerpo de 10 kg se aplica una fuerza constante de 50 N que forma un

ángulo con la horizontal de 250 . Si a partir del reposo se ha desplazado 6 m¿cuál será su velocidad en ese instante?

Respuesta: v = 7.37 m/s9. Un automóvil de 17 640 N, desciende con una velocidad de 10 m/s por una

pendiente que forma un ángulo de 250 respecto a la horizontal. Al aplicar losfrenos el auto recorre 20 m hasta detenerse. ¿Qué fuerza realizaron los frenospara detenerlo?

Respuesta: F = - 11 954. 986 N

10.- Desde lo alto de una torre de comunicación se deja caer un cuerpo de 200 Kg,considerandoque la estructura tiene una altura de 150000 mm determine lo siguiente:a) El máximo trabajo que se requiere para subir el cuerpo a esa altura.b) Si tarda en subir .55 min cual es la potencia desarrollada en Watts, Kw y HP.

11.- Un cuerpo de 20 N de peso cae desde una altura de 10 m. Calcular la energíacinética delcuerpo al llegar al suelo y demostrar que es igual a la disminución que experimentasu energíapotencial.

12.- Se sostiene un cuerpo de 95 Kg, a una altura de 70000 milímetros sobre el suelo,determinar:

a) ¿Cuál es la energía potencial máxima a esa altura?b) Si el cuerpo se suelta, ¿Qué velocidad tendrá el cuerpo a los 3500 cm?c) ¿Cuál es el valor de la energía mecánica total en ese punto?d) ¿Con que velocidad golpeara el suelo?e) ¿Cuál es la energía cinética desarrollada al llegar al piso?

13.- Un cuerpo de 100 N se encuentra a una altura de 2500 cm, sobre el nivel del suelo .Determinar:a) La energía potencial del cuerpo.b) La masa del cuerpo.c) La fuerza del choque del cuerpo al llegar al suelo.

14.- Un clavadista que pesa 500N salta de un trampolín que está a 10m por encima del agua. ¿CuálSerá la energía cinética del clavadista al momento de llegar al agua?

15.-Un automóvil pasa 2500Ib que trabajo se requerirá para levantarlo hasta una altura de 60ft, cualserá su energía potencial a esa altura, si se soltara cuál sería su velocidad al momento de tocar elsuelo. Comprueba que su energía cinética al momento de tocar el suelo es la misma que laenergía potencial en la parte más alta.

EJERCICIOS DE TRABAJO Y POTENCIA16.-Para mover un mueble se le aplica una fuerza constante en forma horizontal. Debido a ella, elmueble recorre una distancia de 3 m realizando un trabajo de 120 J ¿Cuál es el valor de lafuerza?

Respuesta:F = 40 N17.-Un niño jala su bicicleta una distancia de 7 m, sobre una superficie horizontal, para ello utilizauna fuerza de 4 N aplicada con una cuerda que forma un ángulo de 350 por encima de lahorizontal ¿Cuál es el trabajo realizado por el niño?

Respuesta: T = 22.936 J18.-En un rancho, un becerro sube una colina de 15 m de alto, desarrollando un trabajo de 11 025 J¿Cuál es la masa del becerro?

Respuesta: m = 75 kg

19.-Una persona de 50 kg, sube por una escalera eléctrica en un centro comercial y se desplaza 40m ¿Qué trabajo realizó la escalera sobre la persona si la inclinación de la escalera es de 300?

Respuesta: T = 9.8 x 103 J20.-Un esquimal jala su trineo mediante una cuerda recorriendo una distancia de 220 m ejerciendouna fuerza de 80 N. El trabajo realizado es de 1.6 x 104 J ¿Qué ángulo forma la cuerda con lahorizontal?

Respuesta: = 240 37'21.-Una persona cuyo peso es de 686 N sube por una escalera que tiene una longitud de 30 m hastallegar a una altura de 10 m. ¿Qué trabajo desarrolló la persona? ¿Qué trabajo realiza si sube a lamisma altura, pero usando una escalera cuya longitud es de 35 m?

Respuestas: T = 6 860 J T = 6 860 J22.-Con un motor de 60 HP se eleva una carga de 1 500 lb¿Cuánto tiempo se emplea paradepositar la carga en una plataforma de 68 ft de altura?

Respuesta: t = 3 S23.-Un campeón de levantamiento de pesas, levanta 260 kg hasta una altura de 2.20 m:

a) ¿Cuánto trabajo realiza el campeón en el levantamiento?b) ¿Cuánto trabajo realiza durante los 3 s que sostiene las pesas encima de su cabeza?c) ¿Cuánto trabajo realiza al bajar las pesas?d) Si el campeón emplea 3.5 s en subir las pesas, ¿ qué potencia desarrolla?

Respuestas: a) T = 5 605.6 J b) T = 0 c) T = - 5 605.6 J d) P = 1.6 kW24.-Una persona empuja un carrito de un supermercado, ejerciendo una fuerza de 120 N y formandoun ángulo con la horizontal de 450. Si el carrito adquiere una velocidad constante de 0.5 m/s,durante 16 s.

a) ¿Qué potencia desarrolla la persona?b) Si se mueve el carrito con el doble de velocidad, ¿qué potencia desarrolla?

Respuestas: a) P = 42.426 W b) P = 84.852 W25.-Un auto se desplaza por una carretera horizontal con velocidad constante de 120 km/h. El motordel auto desarrolla una potencia de 40 CV. Calcula la fuerza de rozamiento que se opone almovimiento del auto.

Respuestas: fk = 883.2 N

26.- Un martillo de 1.5 kg golpea una cuña con una velocidad de 5m/s, y la incrusta en una maderaa una profundidad de 0.05 m en un tiempo de 0.08 segundos, determinar:

a) La magnitud de la fuerza.b) La energía cinética del martillo.c) La potencia transmitida.

27.- Un motor de 3 HP eleva en 20 segundos una carga (F) a una altura de 8 m, determinar:a) La potencia en Watts.b) La magnitud de la carga (F).c) La energía potencial que adquiere la carga (F).

28.- Una mujer saca un cubo de 20000 gramos de un pozo y efectúa 6000 Joule de trabajo,¿Cuál es la profundidad del pozo en metros, considerando que tarda 0.55 minutos ensacar el cubo?, determine también la potencia que desarrolla en Watts, Kw y HP.29.- Un marro de 3 kg golpea sobre una estaca de madera con una velocidad de 16m/s, la clava enla tierra a una profundidad de 0.85 m, en un tiempo de 0.10 min, determinar:

a) La magnitud de la fuerza en Nb) La energía cinética del martillo.c) La potencia transmitida.

30.- Que trabajo se realiza por una fuerza de 50N, al levantar un peso de 20N a una altura de 6m

31.- Cual es la velocidad a la cual un motor de 60KW puede levantar una carga de 1000kg

32.- Cual es la potencia de un camión que viaja a una velocidad de 80km/hr y mueve una carga de20 toneladas

33.- Un motor de 60hp proporciona la potencia para mover el ascensor de un hotel. Si el peso delelevador es de 2000Ib. Cuánto tiempo se requiere para levantar el ascensor a 125ft

34.- Usando toda la potencia, una locomotora de 2000hp incrementa la velocidad del tren desde unarapidez de 12m/s a 28m/s, en 5.4min. Despreciando la fricción calcular la masa del tren y lafuerza que acelera al tren en dicho intervalo.