Fisica cap7-8.docx

Un bloque de 2.50 kg de masa se empuja 2.20 m a lo largo de una mesa horizontal sin friccion por una fuerza constante de 16.0 N dirigida 25.0 debajo de la horizontal. !etermine el trabajo in"ertido sobre el bloque por a# la fuerza aplicada$ b# la fuerza normal que ejerce la mesa % c# la fuerza gra"itacional. d# !etermine el trabajo neto in"ertido en el bloque.

(a) W = F

r

cos= (16.0 N)(2.20 m)cos25.0° = 31.9 J

∑W = 31.9 J + 0 + 0 = 31.9 J

 (d)

&atman$ cu%a masa es de '0.0 kg$ est( colgado en el e)tremo libre de una soga de 12.0 m$ el otro e)tremo esta fijo de la rama de un (rbol arriba de el. *l fle)ionar repetidamente la cintura$ hace que la soga se ponga en mo"imiento$ % e"entualmente la hace balancear lo suficiente para que pueda llegar a una repisa cuando la soga forma un ( ngulo de 60.0 con la "ertical. +,u(nto trabajo in"irtila fuerza gra"itacional en &atman en esta maniobra

(

La fuerza de la gravedad sobre Bama! es mg = ("0 #g) 9." m$ s2

) = %"& N 'aca abao.

*+lo su des,lazame!o vercal co!rbu-e a la gravedad ue 'ace el rabao. *u coorde!ada !cal ,or debao de la rama de u! /rbol es −12 m. su coorde!ada !al es

(−12 m)cos60° = −6 m. su cambo de elevac+! es −6 m− (−12 m) = 6 m. l rabao realzado ,or la gravedad es W

= F  ∆  ∆ r cosθ = (%"& N)(6 m)cos1"0° =

−&.%0 J

/a fuerza que acta en una partcula es Fx  3' x 4 16# N$ donde x donde x esta en metros. a# rafique esta fuerza con x con x desde desde x   x     0 hasta x hasta x  .00 m. b# * partir de su grafica$ encuentre el trabajo neto realizado por esta fuerza sobre la partcula conforme se traslada de x de x  0 a x a x  .00 m.

= (" −16) N

F x  x 

(a) ver la soluc+! (b) 12 0. J (b) W !e !e  (2.00m) (16.0N) 4 (1.00m)(".00N)  12.0J 2 2 Una fuerza

 F   37 x i8 9 y y j  j8# 8# N acta sobre un objeto mientras el

objeto se mue"e en la direcci-n x direcci-n x desde el origen hasta x hasta x  5.00 m. :ncuentre el trabajo W=  

 F  .

dr

;n"ertido por la fuerza sobre el objeto. objeto.

  ⃗

4 xi

f 

∫

W =  F . d r  ⃗

+3

¿

 yj

¿

N. dx i 

5m

⃗

∫¿

i

0

5m

∫ (4 0

)( )

N   x dx + 0 = m

4

5m

2

N   x m 2

 

50.0

0

Una partcula de 0.600 kg tiene una rapidez de 2.00 m.50 ? en el punto &. +,u(les son a# su energa cin=tica en *$ b# su rapidez en & % c# el trabajo neto in"ertido en la partcula conforme se mue"e de * a & 1 3a#

@ a

 1

3b#

2

2

( 0.600 kg ) (2.00 m / s )

mv

2 b

 @bA@a

1.20?

√

2 k 

m

b



( 2 ) (7.50 ) 0.600

=5.00 m / s

v

∑ W =∆ K = K 

3c#

√

2

&

1

44@ *

2

m¿

2

&

4

v

2  *

#3>.5041.20#?6.0?

Una bola de 0.00 kg tiene una rapidez de 15.0 m
3a# @

2 1

3b# @

2

mv

1 2



2

( 0.300 kg ) (15.0 m / s )

( 0.300 ) ( 30.0 )

1 2



2

2

.'?

( 0.300 ) (15.0 )

2

37#73.'#15?

31. Un objeto de .00 kg tiene una "elocidad de 36.00 i8 42.00 j8# m
v ⃗ v ⃗

(a)

1

8 

2

m

(b) v⃗ f 2 v⃗

f.

(6.002.00)m$s

√ v





2 7

4v -2 √ 40.0 m$s

1

 v2

2

(3.00#g)(&0.0 m2$s2)60.0J

f(".00&.00)

v ⃗

f

6&.0416.0"0.0 m2$s2

¿ k =¿ 8 8  f  

1 2

3.00

m ¿ v : v ) 2 f 

2 

2

(80.0 )−60.0 60.0J

Una partcula de 7.00 kg se mue"e desde el origen a la posici-n C $ que tiene coordenadas x 5.00 m % y 5.00 m Una fuerza en la partcula es la fuerza gra"itacional que acta en la direcci-n y  negati"a. ,on la ecuaci-n >.$ calcule el trabajo in"ertido por la fuerza gra"itacional en la partcula conforme "a de O a C a lo largo de a# OAC $ b# OBC % c# OC . Bus resultados deben ser id=nticos. +Cor qu=

Dgmg370.0kg#3E.'0m
  cos90 °

  cos180 °

9 Dg3*,#

  3E.2N#35.00m#93E.2N#35.00m#341#  4 1E6?

3b# F0&,F0&9F&,3E.2N#35.00m# 3c# F0, Dg30,#

  cos135 °

  cos180 °

93E.2N#35.00m#

−1

3E.2N#35.00m G √ 2 m#3

2

¿

  cos90 °

 41E6?

 41E6?.

Bus resultados son id=nticos porque las fuerzas gra"itacionales son conser"adoras % por ende todos los trabajos son los mismos. Un jardinero de beisbol lanza una pelota de 0.150 kg con una rapidez de 70.0 m
v⃗ 370.0m
:n el arranqueA

sin 30.0 °

 j

v 370.0m
:n el "=rticeA 1

1

@ 2

m"2 2

( 0.150 kg ) ( 34.6 ) m / s

2

E0.0?

!os fuerzas constantes actan sobre un objeto de 5.00 kg que se mue"e en el plano xy $ como se muestra en la figura. /a fuerza

 F   es de 25.0 N a 5.0 %  F  1

2

es de 72.0 N a 150. :n el

tiempo t  0$ el objeto esta en el origen % tiene "elocidad 37.00i8 9 2.50 j8 # m
objeto$ e# su posicion$ f# su energia cinetica a partir de 1

de de

2

mv

i

2

9

∑ F ∙ ∆ r ⃗

⃗

2

mv

f

2

% g# su energia cinetica a partir

. h# +Hue conclusion puede e)traer al comparar las respuestas a

los incisos f# % g#

3a#

F  325.0N#3 1

  cos35.0 °

 F  372.0N#3 2

3b#

∑  F  ⃗

 F 

19

  cos150 °

i9   sin 35.0 °  j# 320.5i917.j#N i9  

sin 150 °

 F  315.Ei 9 5.j#N 2

 j# 346.7i921.0j#N

3c#

a ⃗

3d#

v⃗

∑ F 



m

⃗  "i9 a t37.00i92.50j#m.0>j#m
f 

v ⃗ r

3e#

34.1'i9>.0>j#m
⃗

 35.57i92.>j#m
f

r ⃗

f

i

 9

v ⃗

1 i

t9

2

1

⃗ a

2

t  0937.00i92.50j#m
2

34

.1'i9>.0>j#m
⃗

f

1

3f# 8 f 

2

m"i2 9

∑  F ∙ ∆ r ⃗

⃗

1

8 f 

2

 (5.00#g)<(&.00) 2 4 (2.50)2 =(m$s)2 4 <(15.9N) (2.30m) 4

(35.3N)(39.3m)= 8 f 55.6J 4 1&26J1.&"8J   3g# 1.7'? (')  Be puede concluir que el teorema trabajo4energa cin=tica es coherente con la segunda le% de neIton