física tema 5
SniI2f5T
tarea 3. El bloque de 5 kg es arrastrado a velocidad constante sobre una superficie horizontal áspera mediante la acción de la fuerza constante F de módulo 50 N. ¿Qué cantidad de trabajo desarrolla la fuerza de fricción sobre el bloque en un tramo de 5 m? F=50N
ejercitación 1. Si el collarín de 2 kg es llevado de la posición “A” hasta “B” mediante la acción de la fuerza F = 50 N constante. ¿Qué cantidad de trabajo efectúa la rueda F sobre el collarín en el tramo de A hasta B? (g = 10 m/s2) B
37°
F A) –120 J C) –200 J E) 160 J
F A
37° F
8m
A) 120 J
B) 240 J
D) 320 J
E) 400 J
4. Si el bloque de 5 kg es llevado con MRU desde A hasta B a través del plano inclinado liso; determine la cantidad de trabajo desarrollado por la fuerza F. (g = 10 m/s2)
C) 280 J
2. El bloque de 5 kg que asciende por el plano inclinado experimenta por parte de éste una fuerza de fricción de módulo 10 N. Determine la cantidad de trabajo neto desarrollado sobre el bloque en el tramo AB. g=10m/s2
F
A
B
5m
A) 250 J D) 580 J
C) 550 J
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12m B) 500 J D) 800 J
5. Si el collarín es llevado con rapidez constante entre A y B; determine la cantidad de trabajo desarrollado por la fuerza de rozamiento. (g = 10 m/s2).
12m B) 450 J E) 960 J
B
37°
A) 450 J C) 600 J E) 900 J
F=80N
A
B) –160 J D) 120 J
1 1
física
Tema 5
TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA MECÁNICA
A) 4 m D) 8 m
B) 5 m E) 9 m
C) 6 m
A 8. Indicar verdadero (V) o falso (F) según corresponda: ( ) La energía cinética depende de la masa de un cuerpo y de su rapidez: ( ) La energía potencial gravitatoria equivale al trabajo que realiza el peso al caer de una altura H. ( ) La energía potencial elástica está asociada a los materiales elásticos cuando están estirados o comprimidos. ( ) La capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo y transmitir movimiento se denomina energía mecánica. a) VVFV b) FFVV c) FFFV d) FFFF e) VVVV
12N 1m
3,9kg B 2m B) –15 J E) 27 J
A) 15 J D) –27 J
C) –24 J
6. Dada la gráfica fuerza (F) versus posición (x); determine la cantidad de trabajo que desarrolla F; entre x = 0 y x = +8 m. F(N) F m 12
profundización
O
8
a) 24 J D) 72 J
9. La energía mecánica de la esfera en el punto A es 300 J, si en el punto B la energía cinética es 120 J. ¿Cuál es su energía potencial en el punto B? Considere que la energía mecánica es constante. B
X(m) C) 48 J
B) 36 J E) 96 J
7. La gráfica muestra como varía el módulo de una fuerza horizontal aplicada ( F ) a un bloque, respecto a su posición ( x ). Determine su posición ( x ) para la cual la cantidad de trabajo realizado por la fuerza F sobre el bloque sea de +160 J.
A
a) 175 J d) 193 J
F
F (N) x=0
Tema 5
c) 190 J
10. Un bloque de 20 kg se encuentra a 20 m de altura. Halle la energía potencial del bloque. (g = 10 m/s2)
20
4
b) 180 J e) 195 J
a) 4 kJ d) 3 kJ
x(m)
física
2 2
b) 2 kJ e) 1 kJ
c) 5 kJ
san marcos REGULAR 2014 – iiI
TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA MECÁNICA
11. Una lancha recorre un río con una velocidad constante de módulo 36 km/h venciendo la fuerza de resistencia del agua de magnitud 2000 N. Determine la potencia (en kW) alcanzada por el motor de la lancha. a) 20 B) 200 C) 2000 D) 360 E) 108
B) 85 400 E) 86 800
b) 1,6 kJ
d) 1,9 kJ
e) 1,7 kJ
c) 1,5 kJ
16. ¿Qué trabajo neto hay que realizar para que un cuerpo de 10 kg de masa aumente su velocidad de 2 m/s a 8 m/s?
12. ¿Cuántos litros de agua puede extraer una bomba de 4 kW y 60% de eficiencia de un pozo de 20 m de profundidad al cabo de 2h? (1l de agua posee 1kg y g = 10 m/s2) a) 86 000 D) 43 200
a) 1,8 kJ
a) 280 J
b) 300 J
d) 290 J
e) 320 J
c) 350 J
17. Indicar verdadero (V) o (F), según corresponda. I. La energía cinética depende de la altura.
C) 86 400
II. La energía potencial gravitatoria equivale al trabajo que realiza la fricción.
13. Un bloque de 50 kg cuelga de un resorte (k = 500 N/m), tal como se muestra. Determinar la energía potencial elástica. (g = 10 m/s2)
III. La energía potencial elástica está asociada a los materiales fluidos. a) FVV
b) VVV
d) FFF
e) FVF
c) VFF
18. La energía mecánica se expresa en:
resorte sin estirar
a) newton
b) watt
c) pascal
d) joule
e) hertz a) 240 J d) 270 J
b) 250 J e) 280 J
c) 260 J 19. ¿Qué trabajo neto (en J) hay que realizar para que un cuerpo de 2 kg a aumente su
14. Un objeto cae hacia el suelo, determinar la energía cinética del objeto de 4 kg en el instante que pasa con una velocidad de 10 m/s. a) 200 J b) 220 J c) 250 J d) 210 J e) 230 J
velocidad de 10 m/s a 20 m/s? b) 300
b) 290
e) 320
c) 350
20. Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10 m/s. ¿Qué altura (en m) alcanzará este cuerpo cuando
15. Un bloque de 4 kg de masa, que descansa sobre un piso liso es afectado por una fuerza F = 40 N, horizontal y constante. ¿Cuál será la energía cinética del bloque al cabo de un tiempo de 3 s?
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a) 280
su energía cinética ha disminuido en un 30% de su valor inicial? (g = 10 m/s2)
3 3
a) 2
b) 3,5
d) 1,5
e) 2,5
física
c) 1
Tema 5
TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA MECÁNICA
síntesis
a)
21. Una masa de 100 kg inicialmente en reposo, tiene al cabo de 5s en movimiento por un plano sin fricción, una energía cinética de 20×103. Halle el valor de la fuerza constante que provoca este movimiento. El plano y la fuerza son horizontales. a) 800 N b) 700 N c) 600 N d) 500 N e) 400 N
d)
1 2
b)
1 3
e)
3 6
c)
3 2
24. Un bloque de 2 kg de masa parte del reposo en el punto A de una pista constituida por un cuadrante de circunferencia de radio = 1m. El bloque se desliza sobre la pista y alcanza el punto B con una velocidad de 4 m/s. ¿Cuál fue la variación de la energía mecánica en el trayecto? (en J)
22. Una bola de 200g cae a partir del estado de reposo, su velocidad es de 15m/s, después de haber caído 20 m, ¿Cuánta energía (en J) se perdió debido a la fricción del aire? (g = 10 m/s2) a) 11,5 b) 17,5 c) 12,5 d) 22,5 e) 33,5
A
B a) 2 d) –4
b) –2 e) 4
c) 3
25. Una bala disparada horizontalmente logra atravesar 8 tablillas de madera del mismo espesor dispuestos verticalmente una junta a la otra. ¿Cuántas tablillas atravesaría la misma bala si su velocidad inicial se triplicara? Considere que la fuerza de resistencia de las tablillas no depende de la velocidad de la bala. a) 72 b) 50 c) 90 d) 67 e) 85
23. Una esfera es soltada en el punto A, debido al rozamiento se detiene en el punto C, halle el coeficiente de rozamiento si AB = BC. Considere que AB es liso y BC es rugoso. A C
60°
3 3
B
respuesta 1. E 2. D 3. C 4. A 5. B 6. C 7. D 8. E 9. B 10. A 11. A 12. C 13. B 14. A 15. A 16. B 17. D 18. D 19. B 20. D 21. E 22. B 23. C 24. D 25. A
Tema 5
física
4 4
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