Trabajo y Energía Libro Vídeo Profesor10

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TRABAJO Y ENERGÍA Índice 1.0 Introducción .................................................................................................. 2 1.1 Trabajo ......................................................................................................... 3 1.2 Energía cinética ............................................................................................ 4 1.3 Energía potencial gravitatoria ....................................................................... 5 1.4 Energía mecánica......................................................................................... 6 1.5 Ley de conservación de la energía mecánica .............................................. 7 1.6 Principio de conservación de la energía .......................... ............. .......................... .......................... ................ ... 9 1.7 Potencia ..................................................................................................... 11 1.8 Ejercicios de exámenes resueltos de 4º 1º Bachillerato ......................... ............ ................. .... 12

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1.0 Introducción En este libro vídeo recopilo todos los enlaces a los vídeos , todas las explicaciones teóricas y todos los enunciados de los ejercicios del exitoso curso para transformarse en unas máquinas del tema de energía y trabajo. Este pdf es válido para los cursos de 4 ESO , 1º y 2º de bachillerato, y como base para cursos universitarios.

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Empecemos a divertirnos :)


1.1 Trabajo Formula ver explicación 1

ver explicación 2

       trabajo W en julios (J)

Ejercicios 1 Un cuerpo se desplaza 5 m al actuar sobre él una fuerza de 25 N . Calcula el trabajo realizado en los siguientes casos: a) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido. b) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido contrario c) Fuerza y desplazamiento son perpendiculares d) Fuerza y desplazamiento forman un ángulo de 60º

ver solución

2 Una fuerza de 100 N actúa sobre un cuerpo de masa 20 Kg que se desplaza a lo largo de un plano horizontal en la misma dirección del movimiento. Si el cuerpo se desplaza 20 m y μ = 0,2 Calcular : a) Trabajo realizado por dicha fuerza b) Trabajo realizado por la normal c) Trabajo realizado por la fuerza de rozamiento d) Trabajo realizado por el peso e) Trabajo total realizado

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3 Una fuerza de 150 N paralela a un plano inclinado de ángulo 30º actúa sobre un cuerpo de masa 10 Kg Si el cuerpo asciende 5 m por el plano inclinado y μ= 0,2 Calcular el trabajo total realizado

ver solución Trabajo y energía ejercicios resueltos Una vagoneta se encuentra sobre una vía recta horizontal. Calcula el trabajo realizado en los siguientes casos: ver solución a) Si empujas con una fuerza de 100 N durante 50 s si n conseguir moverla. b) Si empujas con una fuerza de 500 N en la dirección de la vía, de forma que recorra 10 m en 10 s. c) Si tiras de la vagoneta con una fuerza de 500 N que forma un ángulo de 60º con la vía, de manera que recorra 10 m en 20 s.


1.2 Energía cinética Fórmulas ver explicación 

   

        Ejercicios resueltos 1 Calcular la energía cinética de un coche de masa 1500 Kg que circula con una velocidad de 90 km/h ver solución 2 Un coche de masa 1500 Kg tiene una energía cinética de 675000 J calcular la velocidad del coche en Km/h ver solución 3 Un coche de masa 1200 Kg partiendo del reposo alcanza una velocidad de 25 m/s ¿ cual sería su energía cinética ? Calcular el trabajo realizado por el motor del coche ver solución

4 Un coche de masa 1000 Kg tiene una velocidad de 30 m/s . ¿ cual sería su energía cinética ? frena y su velocidad se reduce a la mitad , ¿ cual es ahora su energía cinética? Calcular el trabajo realizado por l os frenos ver solución


1.3 Energía potencial gravitatoria ver explicación

           Ejercicios resueltos 1 Calcula la energía potencial de un saltador de trampolín si su masa es de 50 kg y está sobre un trampolín de 12 m de altura sobre l a superficie del agua.

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2 Un pájaro de masa 500 g esta posado en una rama de un árbol , si el pájaro tiene una energía potencial de 58,8 J calcular la altura de la rama .

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3 Una paracaidista se lanza en caída libre desde 4 000 m de altura. Si la masa, con su equipo, es de 95 kg, ¿cuánto valdrá su energía potencial en el momento de abrir el paracaídas si lo abre cuando ha descendido 2500m ? Ver solución

4 Una grúa levanta un paquete de 200 kg desde el suelo a una altura de 8 metros. Calcular el trabajo realizado por la grúa. Ver solución


1.4 Energía mecánica FORMULA

    

Ejercicios resueltos 1 Un pájaro de masa 500 g vuela a una altura de 150 metros a una velocidad de 20 m/s , el pájaro desciende 50 metros y aumenta su velocidad a 25 m/s . Calcular la energía mecánica inicial y final del pájaro y su variación de energía mecánica ver solución

2 La cabina de una atracción de feria, cuya masa es 290 kg, se encuentra a una altura de 12 m sobre el suelo y su energía mecánica en ese momento es igual a 45000. Justifica si se encuentra en reposo o en movimiento, y, en este último caso, calcula la velocidad a la que se mueve. ver solución


1.5 Ley de conservación de la energía mecánica ver explicación Si no hay fuerzas de rozamiento y fuerzas exteriores , la energía mecánica del sistema permanece constante

  

       Ejercicios resueltos 1 Se deja caer un objeto de masa 5 kg desde una altura de 20m . calcula a) la energía mecánica inicial b)velocidad del objeto al llegar al suelo.

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2 Se lanza desde el suelo , verticalmente hacia arriba un objeto de masa 10 Kg con una velocidad inicial de 30 m/s . Calcula a) la energía mecánica inicial b )la altura máxima que alcanza el objeto.

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3 Se dispara una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Calcular a) Altura máxima b) Altura a la que se encuentra cuando su v= 6m/s

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4 Se arroja verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad de 20 m/s , desde lo alto de un edificio de 10 metros de altura Calcule: a) la altura máxima que alcanza la pelota b) Velocidad con que llega al suelo

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5 Se deja caer un objeto desde una altura de 50 metros calcular la velocidad del objeto en el suelo y cuando ha descendido 20 m

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6 Una vagoneta circula por una montaña rusa desde un punto A situado a 50 m de altura con una velocidad de 5 m/s. Posteriormente pasa por otro punto B situado a 20 metros de altura. ¿Qué velocidad llevará al pasar por B?

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7 Se deja caer un objeto de masa 5 Kg desde una altura de 50 metros calcular la velocidad del objeto al llegar al suelo si con el rozamiento con el air e ha perdido el 10 % de su energía mecánica

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8 Una pelota de 500 gr se deja caer desde una altura de 1,5 m . Si sabemos que cuando bota pierde el 15 % de su energía mecánica .Cual será la altura máxima que alcanza la pelota después del primer bote?

Ver solución 9 Un péndulo de 1 metro de longitud y 400 gramos de masa se deja caer desde una posición horizontal. Hallar la velocidad que lleva en el punto más bajo de su recorrido

Ver solución.


1.6 Principio de conservación de la energía ver explicación

         Fnc son las fuerza de rozamiento y las fuerzas exteriores Fc son las fuerzas internas ( el peso , la normal , las tensiones )

Ejercicios resueltos 1 En un momento dado, un cuerpo que se desliza por una superficie horizontal tiene una velocidad de 10 m/s. Si la masa del cuerpo es de 2 Kg y el coeficiente de rozamiento es 0,2 Calcula: a) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento. b) La distancia que recorre hasta parar.

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2 Un coche de 1200 kg marcha a 72 km/h por un camino horizontal. Calcula el coeficiente de rozamiento si el coche se para después de recorrer 400 metros en ausencia de motor y frenos.

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3 Un cuerpo de 5 kg se deja caer desde el punto más alto de un plano de 3 metros de longitud inclinado 45º. Calcula la velocidad del cuerpo al final del plano , suponiendo despreciable el rozamiento.

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4 Un vagón de 95000 kg de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorre 6,4 km antes de detenerse. ¿Cuál es la resistencia ejercida por los frenos?

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5 Por un plano inclinado sin rozamiento desciende un objeto de 1,5 Kg de masa, que se deja caer partiendo del reposo desde una altura de 1,2 m a) con qué velocidad llega a la base del plano inclinado. b) Si a continuación del plano el objeto encuentra una superficie horizontal con coeficiente de rozamiento 0,2 ¿ qué distancia recorrerá hasta pararse?

Parte 1

Parte 2


6 Selectividad física Andalucía 2013 Septiembre titular Un bloque de 5 kg se encuentra inicialmente en reposo en la parte superior de un plano inclinado de 10 m de longitud, que presenta un coeficiente de rozamiento μ = 0,2 Calcule su velocidad al llegar al suelo suponiendo que el ángulo de inclinación del plano es de 30º

Parte 1 Parte 2

7 Selectividad física Andalucía 2012 Un bloque de 2 kg se lanza hacia arriba por una rampa rugosa (μ = 0,2), que forma un ángulo de 30º con la horizontal, con una velocidad de 6 m s -1. Tras su ascenso por la rampa, el bloque desciende y llega al punto de partida con una velocidad de 4,2 m s -1. Calcule el trabajo de la fuerza de rozamiento en el ascenso del bloque y comente el signo del resultado obtenido.

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1.7 Potencia ver explicación

   P potencia en vatios (W) 1 CV = 735 W

Ejercicio resueltos 1 Calcula el trabajo que puede realizar cada hora un motor de 10 CV Y un motor de 3 C V ver solución

2 Una grúa eleva un bloque de 50 Kg a una altura de 8 metros en 4 segundos a)Qué trabajo a realizado la grúa? b)¿ Cuál es su potencia en Kw ?

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3Un motor lleva una indicación de 15 CV a) calcula su potencia en vatios y kilovatios b) el trabajo realizado por el motor en 10 minutos

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4 Se quiere instalar una bomba para elevar agua una altura de 40 m con un caudal de 400 litros/min Calcula la potencia del motor en CV

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Potencia y energía mecánica ejercicios resueltos El motor de un coche de 1 000 kg de masa es capaz de comunicarle una velocidad de 108 km/h en 15 s, partiendo del reposo. Despreciando rozamientos, determina la potencia desarrollada ver solución


1.8 Ejercicios de exámenes resueltos de 4º 1º Bachillerato 4 ESO 01 Un balón de rugby de 800 g es lanzado verticalmente desde el suelo hacia arriba a una velocidad de 30 m/s. Calcula: a. La altura máxima que alcanza el balón. Sol; 45,92 m b. Energía mecánica a 10 metros de altura. Sol; 360 J c. Velocidad cuando se encuentra a 10 m de altura. Sol; 26,5 m/s d. Energía cinética cuando llega al suelo. Sol; 360 J

ver solución 4 ESO 02 Un coche de 600 kg, inicialmente en reposo, adquiere una velocidad de 90 km/h en 8 segundos. Halla el trabajo (en J) y la potencia realizada (en W y CV) por el motor del coche. Sol; 23437,5 W ; 31,9 CV ver solución

4 ESO 03 En un bloque de pisos, un ascensor eleva una carga de 700 kg hasta una altura de 10 metros en un tiempo de 10 segundos. Si la potencia consumida por el motor es de 8.000 W, determina su rendimiento.

Sol; 86% ver solución

1 Bach 01 Una caja de 40 kg inicialmente en reposo se empuja una distancia de 5 m por un piso rugoso y horizontal con una fuerza constante horizontal de 130 N. Si el coeficiente de fricción entre la caja y el piso es 0.30, encuentre: (a) el trabajo realizado por la fuerza aplicada, (b) la energía cinética perdida debido a la fricción, (c) la velocidad final de la caja. SOL a)650J b)-588J c)1,76

m/s ver solución

1 Bach 02 Un motor de 16 CV eleva un montacargas de 500 kg a 50 m de altura en 25 s. Calcular: a) La potencia útil desarrollada. b) El rendimiento del motor

SOL a)9800W b)83,27% ver solución

1 Bach 03 Un bloque de 2.5 kg de masa es empujado 2.2 m a lo largo de una mesa horizontal sin fricción por una fuerza constante de 16.0 N dirigida a 25° debajo de la horizontal. Encuentre el trabajo efectuado por: (a) la fuer za aplicada, (b) la fuerza normal ejercida por la mesa, (c) la fuerza de la gravedad, y (d) la fuerza neta sobre el bloque. SOL a)31,9J b)0 J c)0 J d) 31,9J ver

solución

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