1
Física para todos
Carlos Jiménez Huaranga
MÁS PROBLEMAS DE ENERGÍA 1. En las las sigu siguie ient ntes es alte altern rnat ativ ivas as indi indica carr la alternativa correcta: A) La energía potencial elástica es una forma de ener energí gíaa mecá mecáni nica ca,, debi debido do a que que la fuerza elástica es una fuerza no conservativa. B) La energía mecánica siempre sie mpre se conserva. C) La energía cinética siempre se transforma en energía potencial. D) La energía potencial es un tipo de energía mecánica que depende de las posiciones inicial y final. E) La energía se conserva siempre y cuando no existe rozamiento. 2. Un cuerpo de masa “m” es soltado libremente desde una altura “h” y se observa que llega al pis piso o con con una una rapi rapide dezz meno menorr que que
2 g h .
Entonces podemos afirmar que: A) La energía mecánica se conserva durante la caída. B) Durante Durante la caída solamente solamente actúan fuerzas conservativas. C) Toda la energía energía potencial gravitatoria gravitatoria se convierte en energía cinética. D) Dura Durant ntee la caíd caídaa actú actúaa una una fuer fuerza za no cons conser erva vati tiva va,, que que real realiz izaa un trab trabaj ajo o negativo. E) El trab trabaj ajo o que que real realiz izaa la fuer fuerza za de la gravedad es menor que mgh. 3. Desde una altura “h” se lanzan tres esferas de igual igual masa masa “m” con igual igual rapide rapidez. z. Una de ellas es lanzada horizontalmente, la segunda vert vertic ical alme ment ntee haci haciaa arri arriba ba y la terc tercer eraa formando cierto ángulo de elevación. Indicar la veracidad (V) o falsedad (F) de as siguientes afirmaciones: ** Las Las tres tres esfe esfera rass tien tienen en igua iguall ener energ gía mecá mecáni nica ca cuan cuando do pase pasen n por por el punt punto o ubicado a una altura “h/2”. ** Las tres llegan al piso con igual energía cinética. ** Solamente una de las esferas logra tener únicame únicamente nte energ energía ía potenc potencial ial,, en algún algún punto de su trayectoria. ** La que que fue fue lanz lanzad adaa hori horizo zont ntal alme ment nte, e, siempre tendrá menor energía mecánica, que las otras dos. A) VVVV D) VVFV
B) FFFF E) VVVF
C) VVFF
4. ¿Cuánt ¿Cuántas as de las siguie siguiente ntess afirma afirmacio ciones nes son correctas? ** Una Una pequ pequeñ eñaa esfe esfera ra con con movi movimi mien ento to circ circu ular lar unifo niform rme, e, ten tendrá drá siem iempre pre acel aceler erac ació ión; n; por por lo tant tanto o su ener energí gíaa cinética será variable. ** Una masa con MRUV, donde la causa de su aceleración es una fuerza conservativa, su energía potencial permanece constante. ** En un movimiento donde no intervienen fuer fuerza zass no cons conser erva vati tiva vas, s, la ener energí gíaa mecánica se conserva. ** La energía cinética de un cuerpo permanecerá constante, siempre y cuando su movimiento sea MRU. A) 0 D) 3
B) 1 E) 4
C) 2
5. Un bloque de masa “M” descansa sobre un plano horizontal liso; y otro bloque de masa “m” descansa descansa sobre el primero. primero. Aplicamos Aplicamos al bloqu bloquee de masa masa “M” una fuerza fuerza horizo horizonta ntall “F” de magnit magnitud ud consta constante nte de manera manera que ambos se mueven debido a la fricción entre los bloques; entonces: A) La ener energí gíaa ciné cinétic ticaa de los los bloq bloque uess es constante. B) Durante el movimiento se pierde parte de la energía cinética, debido a la fricción. C) Como Como el piso piso es hori horizo zont ntal al no exis existe te variación de la energía mecánica. D) En un determinado tramo la variación de energía cinética será positiva. E) En todo momento la energía cinética de la masa “m” es cero. 6. En la figu figura, ra, un bloq bloque ue es es lanza lanzado do de "A" "A" con una velocidad de 4 gr . ¿Hasta ¿Hasta qué qué altu altura ra vertical desde su lanzamiento, sube el bloque sin desprenderse de la vía sin fricción? B
r O
A) 2r B) 5r/3 D) 4r/ 4r/5 5 E) r/5 r/5
http://fisica-pre.blogspot.com
C) 2r/3
2
Física para todos
7. Una Una pelo pelota ta es lanz lanzad adaa vert vertic ical alme ment ntee haci haciaa arri arriba ba con con una una ener energí gíaa ciné cinéti tica ca de 15 J, a partir del punto "A"; sube hasta hasta un punto "B" y regresa al punto de lanzamiento. En "B" la energí energíaa potenc potencial ial gravit gravitato atoria ria de la pelota pelota (respecto (respecto de "A") vale 10 J. De las siguientes afirmaciones, afirmaciones, indique la alternativa incorrecta: A) La energ energía ía mecán mecánic icaa total total de la bola bola en "A" es de 15 J y en "B" de 10 J B) Durant Durantee el ascenso ascenso de de la pelota pelota,, la fuerza fuerza de resistencia del aire realizó un trabajo de - 5 Joule C) En el trayecto trayecto de ida y vuelta vuelta del objeto el trabajo de la fuerza resistente del aire es nulo D) La energía energía cinética cinética de la la pelota pelota al regres regresar ar al punto de lanzamiento es de 5 J E) La canti cantida dad d de calor calor produ produci cido do por la fricción en el trayecto de ida y vuelta del cuerpo fue de 10 Joule 8. Una cade cadena na flexi flexible ble e inext inextens ensibl iblee de longi longitud tud "L" está colocada sobre una polea sin fricción de tal modo que una parte de la cadena se encu encuen entr traa susp suspen endi dida da en un lado lado con con una una longitud igual a "L/3". Hallar la velocidad con la cual abandona a la polea. La cadena es totalmente homogénea A) 2
gL
D) 3
gL /3
B) 3
gL E) 7
C) 2
gL /3
gL
9. Un cuerp cuerpo o de 1 kg kg repos reposaa sobre sobre una una supe superfic rficie ie hori horizo zont ntal al,, esta estand ndo o en conta contact cto o con el extremo libre de un resorte también horizontal cuya constante elástica es 1 000 N/m, el otro extremo del resorte está fijo a una pared vert vertic ical al.. El cuerp cuerpo o es empuja empujado do a 10 cm hacia la pared y luego soltado por lo cual el cuer cuerpo po es lanz lanzad ado o hori horizo zont ntalm almen ente te por por el resorte. Si la fuerza de fricción entre el piso y el cuerpo es de 5 N, hallar la velocidad del cuer cuerp po en el ins instant tantee en que el res resorte orte recupera su longitud original; sin deformar A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s D) 4 m/s E) 5 m/s 10 Una bala disparada horizontalmente con una velocidad de 200 m/s penetra en un bloque de made madera ra hast hastaa una una dist distan anci ciaa de 20 cm. Suponiendo que la bala se dispara a una tabla de la misma madera de 5 cm de espesor y que la resistencia de la madera es constante, ¿cuál es la velocidad de la bala después de atravesar la plancha? Asumir que el bloque y la tabla permanecen fijos.
Carlos Jiménez Huaranga A) 100 m/s D) 150 m/s
B) 120 m/s E) 182 m/s
C) 141 m/s
11. Si dejamos de aplicar la fuerza F=20 N, el bloqu bloquee de 2 kg que inicialme inicialmente nte estaba estaba en equilibrio, es jalado por el resorte (K=100 N/m). Hallar la energía cinética del bloque, en el inst instan ante te que que deja deja de acel aceler erar ar.. No hay hay 2 fricción (g = 10 m/s ) F m K
37°
A) 2 J D) 8 J
B) 4 J E) 10 J
C) 5 J
12. 12. Un bloque bloque de 8 kg se elev elevaa vert vertic icalm almen ente te desde el reposo hasta alcanzar la velocidad de 5 m/s y una altura de 10 m. ¿Qué trabajo mecánico se ha efectuado sobre el bloque al elevarlo? A) 100 J B) 900 J C) 784 J D) 884 J E) 450 J 13. Un cuerpo de masa 2 kg se deja caer en el punto punto "A" de una superficie superficie rugosa rugosa de coeficiente de rozamiento µ k = 0,25. Hallar el trabajo neto realizado en el tramo AB sobre el bloque si el cuerpo se detiene a 1 m del punto "B". Considere que R = 30 cm R A v= 0
B
A) -0,98 J D) -4,9 J
B) -9,8 J E) +4,9 J
C) +0,49 J
14. 14. Si el bloqu bloquee de 5 kg se suel suelta ta en "A" y se desp despla laza za por por las las supe superf rfic icie iess incl inclin inad adaa y horiz orizo ontal ntal lisas isas,, deter eterm mine ine la máxim áximaa deformación que experimenta el resorte. K = 1 kN/m A
m
5m
K
A) 70 cm D) 30 cm
http://fisica-pre.blogspot.com
B) 50 cm E) 25 cm
C) 35 cm
3
Física para todos
Carlos Jiménez Huaranga A
15. Una bala de 20 gramos gramos atravies atraviesaa un bloque de madera de 10 cm de espesor. Si la bala ingresa con la velocidad de 10 m/s y sale con 6 m/s. ¿Qué fuerza promedio ejerció la madera sobre la bala bala en su reco recorr rrid ido? o?.. Desp Despre reci ciar ar las las pérdidas por calentamiento A) 64 N B) 6,4 N C) 0,64 N D) 640 N E) 6 400 N 16. Un objeto de 2 kg está está sometidos sometidos a una fuerza fuerza "F" de dirección constante y se mueve a lo largo del eje x. El módulo de la fuerza varía con la posición "x" según según la relación: F=100-2x donde "x" se expresa en metros y "F" en newton. Si el objeto parte del reposo en x = 0. ¿Cuál será la velocidad en x = 50 m? A) 40 m/s B) 30 m/s C) 50 m/s D) 60 m/s E) 70 m/s 17. Una pequeña pequeña esfera esfera de 500 g parte del reposo reposo de A y se desliza por su superficie semiesférica lisa. Halle la reacción normal en el punto C si: g=10 m/s 2. A
O 37°
O
R
37° R 37° B
A)
10 m/s
B) 2 10 m/s
C) 3 10 m/s D) 3 m/s
E) 5 m/s
19. Un bloque bloque de 40 N es soltado soltado en la posición posición mostrada, determinar la máxima deformación que experimenta experimenta el resorte resorte (K = 800 N/m). El resorte se encuentra sin deformar
30°
A) 0,2 m D) 0,35 m
B) 0,25 m E) 0,50 m
C) 0,30 m
B R
C
A) 2 N B) 3 N D) 6 N E) 9 N
R
C) 4 N
18. Un cuerpo cuerpo de masa masa "m" es soltada soltada en "A" si su velocidad en "B" es de 6 m/s y no existe fric fricci ción ón.. Halla Hallarr la máxim máximaa velo veloci cida dad d que que puede adquirir la masa "m".
20. 20. Alre Alrede dedo dorr de un eje eje hori horizo zont ntal al,, pued puedee girar libremente una barra liviana cuyos brazos son "L" y "2L". ¿Qué velocidad tend tendrá rá en el punt punto o infe inferi rior or una una de las las masas si inicialmente se encontraba en la posición mostrada? Considere: L = 3,25 m; g = 10 m/s 2. m
L
A) 1,3 m/s D) 5 m/s
http://fisica-pre.blogspot.com
3m
O
2L
B) 3 m/s E) 6,5 m/s
C) 3,5 m/s
