Tarea #5_2015_PI_FS100 CAP07

Guía de Traba jo #7 Traba jo y Energía

22 de octubre de 2014, III-2014 1

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Facultad de Ciencias Escuela de Física Física Física General General I FS-100 FS-100

Nombre: __________________________ Cuenta: ___________________ Docente:______________ Sección:_____ Firma:________ Firma Rev:________ Resuelva a Instrucciones: Resuelv

de forma clara clara y ordenad ordenada a los problemas problemas que se plantean plantean a continua continuación, ción, todas todas las respuestas deben estar justificadas por un procedimiento y encerradas con un recuadro en tinta, de lo contrario no tiene derecho a reclamos.

#1 En los casos que se muest muestran ran en la figura, figura, el objeto se suelta suelta desde desde el reposo reposo en la parte parte superior superior y no sufre sufre fricción ni resistencia del aire. ¿En cuál situación, si acaso, la masa tendrá; La mayor rapidez en la parte de inferior. a) En el caso a) b) En el caso b) c) En el caso c) d) Las rapideces rapideces son todas las mismas. mismas. El mayor trabajo efectuado sobre ella en el tiempo que tarda en llegar a la parte inferior? a) En el caso a) b) En el caso b) c) En el caso c) d) El trabajo son todos los mismos.

#2 Un electrón electrón se mueve en línea recta recta hacia el este con una rapidez constan constante te de 8.00 × 107 m/s. Tiene fuerzas eléctrica, magnética y gravitacional que actúan sobre él. Durante un desplazamiento de 1.00 metro, el trabajo total efectuado sobre el electrón es: i) positivo, ii) negativo, iii) cero, iv) a) Positivo Positivo b) Negativo Negativo c) Cero Cero d) No hay suficiente suficiente información para decidir.

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Coordinador Coor dinador Física Física General General I (FS-100), UNAH

Guía de Trabajo #7 Trabajo y Energía


#3 Dos veleros para hielo compiten en un lago horizontal sin fricción. Los veleros tienen masas m y 2m, respectivamente; pero sus velas son idénticas, así que el viento ejerce la misma fuerza constante F sobre cada velero. Los 2 veleros parten del reposo y la meta está a una distancia s. ¿Cuál velero cruza la meta con mayor energía cinética? a) El velero de masa

m.

b) El velero de masa

2m.

c) La energía cinetica es la misma.

#4 Clasifique los siguientes cuerpos de acuerdo con su energía cinética, de menor a mayor. a) Un cuerpo de 2.00 kg que se mueve a 5.00 m/s. b) Un cuerpo de 1.00 kg que inicialmente estaba en reposo y que luego tiene 30.0 J de trabajo realizado sobre él. c) Un cuerpo de 1.00 kg que inicialmente estaba moviéndose a 4.00 m/s y luego tiene 20.0 J de trabajo efectuado sobre él. d) Un cuerpo de 2.00 kg que inicialmente estaba moviéndose a 10.0 m/s y luego hizo 80.0 J de trabajo sobre otro cuerpo. #5 Una persona jala un resorte alargándolo una distancia x desde el punto de relajación, lo cual requiere una fuerza máxima F . a) ¿Cuánto trabajo realiza la persona sobre el resorte? b) ¿Cuánto trabajo realiza el resorte? c) Explique la diferencia entre estos dos trabajos. #6 ¿El trabajo necesario para acelerar un automóvil de 1300 kg desde el reposo 0.00 m/s hasta 10.0 m/s es mayor, menor o igual que el trabajo que se necesita para acelerarlo de 20.0 m/s a 30.0 m/s? ( note que es la misma variacion en las magnitudes de las velocidades ) a) Si. b) No. #7 Si se duplica la energía cinética de una flecha, ¿en qué factor se incrementará su rapidez? a) 1 b) 2 c) 4 d) Ninguna es correcta


Coordinador Física General I (FS-100), UNAH



#8 Un estudiante levanta una caja de la mesa y la pone en el piso. Supongamos que el trabajo total que ejecuta sea W Podemos concluir: a)

W > 0

b)

W < 0

c)

W = 0

d) Nada acerca del signo de

W

#9 La figura muestra cuatro situaciones en las que una fuerza se aplica a un ob jeto. En los cuatro casos, la fuerza tiene la misma magnitud y el desplazamiento del objeto es hacia arriba y de la misma magnitud en todos los casos. Clasifique las situaciones en orden del trabajo invertido por la fuerza sobre el objeto, del más positivo al más negativo.

#10 Una bola se conecta a un resorte ligero suspendido verticalmente, cuando se jala hacia abajo desde su posición de equilibrio y se libera, la b ola oscila arriba y abajo. En el sistema de la bola, el resorte y la Tierra, ¿qué formas de energía existen durante el movimiento? a) Cinética y potencial elástica b) Cinética y potencial gravitacional c) Cinética, potencial elástica y potencial gravitacional d) Potencial elástica y potencial gravitacional #11 Una persona jala un ca jón de 50.0 kg, 40.0 m a lo largo de un piso horizontal con una fuerza constante F=100 N, que actúa a un ángulo de 37 como se muestra en la figura. El piso es liso y no ejerce ninguna fuerza de fricción. Determine: °

a) El trabajo efectuado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cajón. b) El trabajo neto efectuado sobre el cajón. c) ¿Qué magnitud de fuerza de fricción cinética se requiere, si el trabajo total sobre la caja es cero?





#12 Dos bloques están conectados por un cordón muy ligero que pasa por una polea sin masa y sin fricción. Al viajar a rapidez constante, el bloque de 20.0 N se mueve 75.0 cm a la derecha y el bloque de 12.0 N se mueve 75.0 cm hacia abajo. Durante este proceso; ¿cuánto trabajo efectúa sobre el bloque de 12.0 N a) La gravedad? b) La tensión en el cordón? ¿cuánto trabajo efectúa sobre el bloque de 20.0 N a) La gravedad? b) La tensión en el cordón? c) La fricción cinética? d) La fuerza normal? Obtenga el trabajo total efectuado sobre cada bloque y sobre el sistema.

#13 Un pintor de 75.0 kg sube por una escalera de 2.75 m que está inclinada contra una pared vertical. La escalera forma un ángulo de 30.0 con la pared. °

a) ¿Cuánto trabajo realiza la gravedad sobre el pintor? b) ¿La respuesta al inciso a) depende de si el pintor sube a rapidez constante o de si acelera hacia arriba de la escalera? Explique. #14 Un piano de 380 kg resbala 3.90 m sobre un plano inclinado 27.0 sin fricción y un hombre le impide acelerar empujando hacia arriba paralelamente al plano. Calcule: °

a) La fuerza ejercida por el hombre. b) El trabajo realizado por el hombre sobre el piano. c) El trabajo efectuado por la fuerza de gravedad. d) El trabajo neto hecho sobre el piano.





#15 La fuerza sobre una partícula que actúa a lo largo del eje x varía como se muestra en la figura. Determine el trabajo realizado por esta fuerza al mover la partícula a lo largo del eje x: a) Desde

x = 0.00 m

hasta

x = 10.0 m

b) Desde

x = 10.0 m

hasta

x = 15.0 m

 paralela al eje x #16 A un automóvil a escala de 2.00 kg, controlado por radio, se aplica una fuerza F ˆ; mientras el auto se mueve por una pista recta. La componente x de la fuerza varía con la coordenada x del auto, como se  cuando el auto se mueve de: indica en la figura. Calcule el trabajo efectuado por la fuerza F

a) De

x = 0.00 m

a

x = 3.00 m

b) De

x = 3.00 m

a

x = 4.00 m

c) De

x = 4.00 m

a

x = 7.00 m

d) De

x = 0.00 m

a

x = 7.00 m

#17 Un bloque de hielo de 4.00 kg se coloca contra un resorte horizontal que tiene fuerza constante k = 200 N/m, y está comprimido 0.025 m. El resorte se suelta y acelera al bloque sobre una superficie horizontal. Pueden despreciarse la fricción y la masa del resorte. a) Calcule el trabajo efectuado por el resorte sobre el bloque, durante el movimiento del bloque desde su posición inicial hasta que el resorte recupera su longitud no comprimida. b) ¿Qué rapidez tiene el bloque al perder contacto con el resorte? c) Repita el inciso a) pero agregando un coeficiente de fricción cinetica entre la superfifice y el bloque de 0.250. d) Repita el inciso b) pero agregando un coeficiente de fricción cinetica entre la superfifice y el bloque de 0.250. #18 Un bloque de 5.00 kg se mueve con v0 = 6.00 m/s en una superficie horizontal sin fricción hacia un resorte con fuerza constante k = 500 N/m que está unido a una pared. a) Calcule la distancia máxima que se comprimirá el resorte. b) Si dicha distancia no debe ser mayor que 0.150 m, ¿qué valor máximo puede tener

v0 ?

c) Repita el inciso a) pero agregando un coeficiente de fricción cinetica entre la superfifice y el bloque de 0.250.





#19 Una flecha de 85.0 g es disparada desde un arco cuya cuerda ejerce una fuerza promedio de 105 N sobre la flecha a lo largo de una distancia de 75.0 cm. ¿Cuál es la rapidez de la flecha al salir del arco? #20 Un vehículo de 1200 kg que viaja sobre una superficie horizontal tiene rapidez v = 66.0 km/h cuando golpea un resorte enrollado horizontalmente y es llevado al reposo en una distancia de 2.20 m. ¿Cuál es la constante del resorte?



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